Излучение поглощение молекулами

Все органические молекулы, в том числе и молекулы асфальтенов, обладают общим свойством — поглощать электромагнитное излучение. Поглощение весьма селективно, т. е. излучение определенной длины волны данной молекулой сильно поглощается тогда как излучение других длин волн поглощается слабо или совсем не поглощается. Область поглощения называется полосой, а совокупность полос поглощения данной молекулы является характеристичной для этой молекулы и не может быть продублирована никакой другой молекулой, даже весьма близкого строения. Однако в молекулах органических соединений, особенно сильно выраженной ароматической природы, бывают случаи когда способностью поглощать электромагнитную энергию обладает не вся молекула, а только определенная группа атомов, входящих в ее состав в то время как остальная часть молекулы остается инертной в отношении этого излучения. Важно подчеркнуть, что характер поглощения этой группой атомов не изменяется существенно даже при структурном видоизменении всей молекулы. Это дает возможность определять некоторые структурные элементы в молекулах просто сравнением их спектра со спектрами молекул известного строения. Поэтому для успешного решения молекулярно-структурных проблем с помощью электронных спектров необходимо весьма подробно знать спектральные характеристики различных поглощающих групп атомов. Это положение напоминает положение хромофорных групп в молекулах органических веществ, ответственных за их окраску. [c.211]

Термическая диссоциация молекул происходит или в результате поглощения молекулами инфракрасного излучения, или же в результате столкновения молекул. Диссоциация молекул в [c.79]

Электромагнитное излучение, поглощенное молекулой, приводит к ее возбуждению. Продолжительность жизни в возбужденном состоянии очень мала. Происходит перераспределение энергии возбуждения. Потеря энергии возбуждения возможна либо за счет тепловых столкновений, либо другого безызлучательного механизма. Однако, если электронная обо- [c.56]

Свойство веществ люминесцировать, т. е. отдавать в виде излучения поглощенную световую энергию, присуще не всем органическим веществам. Известно, что при абсорбции света поглощенный квант вызывает переход электронов в молекуле на более высокий энергетический уровень, т. е. приводит молекулу в возбужденное состояние. В зависимости от времени спонтанного излучения аккумулированной энергии в впде светового излучения наблюдаются раз.чичные виды люминесценции, а именно флуоресценция и фосфоресценция. Полосы люминесценции, как правило, смещены по сравнению с полосой поглощения к красному концу спектра. [c.213]

К оптическим методам анализа относится совокупность методов качественного и количественного анализов по интенсивности инфракрасного (ИК), видимого и ультрафиолетового (УФ) излучения. Это атомно-абсорбционный, эмиссионный спектральный, люминесцентный анализы, турбидиметрия, нефелометрия и фотометрический анализ, под которым обычно понимают методы регистрации поглощения молекулами определяемого компонента излу-чения в ИК, видимой и УФ-областях. [c.131]

Под действием больших энергий ионизирующих излучений, активирующих молекулы смазочного материала, в них происходит разрыв химических связей. При взаимодействии образовавшихся свободных радикалов между собой или с другими активированными молекулами получаются новые соединения, строение и свойства которых отличаются от исходных. Обычно протекают реакции полимеризации и окисления, при которых образуются летучие продукты малого молекулярного веса. Минеральные и синтетические масла после облучения темнеют, становятся более вязкими, а при поглощении больших доз излучений даже желатинируются или твердеют. То же происходит в консистентных смазках с масляной основой. На начальной стадии облучения структурный каркас мыльных смазок разрушается, и смазки размягчаются. В дальнейшем при желатинировании жидкой фазы смазки затвердевают, становятся хрупкими. Глубина изменений зависит от дозы поглощенных излучений и химического состава смазки. Значительные изменения свойств большинства смазок начинают проявляться при поглощенной дозе излучений 1-10 рад. Однако разработаны смазки, в 5—7 раз более стойкие [12]. [c.666]

Можно выделить две основные группы спектроскопических методов исследования молекул. К первой группе относятся методы, включающие различные способы получения отдельных участков ультрафиолетового (УФ), видимого и инфракрасного (ИК) спектров поглощения молекул вещества. К ней примыкает также метод комбинационного рассеивания света (КРС). Методы этой группы классифицируются либо по принадлежности исследуемого излучения к различным участкам шкалы электромагнитных волн (УФ-видимые, ИК-спектры), либо по характеру соответствующих движений и состояния молекул (электронные, колебательные и вращательные спектры). [c.50]

Влияние температуры на первичный процесс гораздо труднее предсказать и описать. Если энергии излучения, поглощенной молекулой, недостаточно, чтобы вызвать диссоциацию, то у некоторой части молекул этот недостаток может быть покрыт за счет повышения температуры. В других случаях молекулы, обладающие уже термической энергией, могут диссоциировать при поглощении излучения, которое не может вызвать диссоциации холодных молекул. Так, например, излучение с длиной волны 5000 А не приводит к диссоциации хлора при низких температурах, однако при более высоких температурах (даже при 100°) достаточно большое количество молекул хлора обладает колебательной энергией, обусловленной термическим движением и приводящей к значительной диссоциации при действии излучения этой длины волны. [c.249]

Энергия электромагнитного излучения, поглощенная молекулой при возбуждении, вызывает переход на один из более [c.20]

В результате столкновений энергия излучения, поглощенная молекулами, перераспределяется по различным степеням свободы, в том числе и по таким, которые не вносят непосредственного вклада в реакцию мономолекулярного распада. К их числу относятся поступательные, и отчасти вращательные, степени свободы молекулы как целого, а также все степени свободы газа-разбавителя. В этом отношении столкновения являются механизмом, замедляющим перекачку энергии излучения в энергию разрыва химических связей. Однако эффективные сечения поглощения фотонов в широком диапазоне плотностей газа, определяемом неравенствами [c.161]

При прохождении излучения через среду, например через свежую горючую смесь, оно ослабляется главным образом вследствие его поглощения молекулами смеси. Потери лучистой энергии, обусловленные рассеянием и отражением, обычно невелики, и ими можно пренебречь. [c.114]

Таким образом, на первой, физической , стадии радиационного процесса происходит перераспределение поглощенной энергии первичного излучения между большим числом вторичных заряженных частиц, которые взаимодействуют с электронами атомов и приводят к возбуждению и ионизации молекул вещества. Затем наступает вторая - физико-химическая—стадия процесса. Образовавшиеся под действием излучения осколки молекул (ионы, атомы, радикалы) имеют большую химическую активность и реагируют как между собой, так и с другими молекулами с большой скоростью. Результатом этих вторичных реакций является образование новых активных частиц (свободных радикалов, вторичных ионов), причем в системе достигается тепловое равновесие. [c.108]

Поэтому поглощенная молекулой лучистая энергия может вызвать или переход электрона с одного энергетического уровня па другой, энергия которого выше, или привести к колебанию и вращению атомов в молекуле. Другими словами, поглощенная молекулой энергия (в виде излучения), вызывая изменение этих энергетических состояний, приводит к возникновению электронных, колебательных или вращательных спектров. Таким образом-, спектр — это количественное распределение электромагнитного излучения по длинам волн или частотам колебания, а значит, и по энергиям. [c.124]

Возбужденные электронные состояния. Спектральная область, обычно используемая для абсорбционных и люминесцентных измерений (200—800 нм), соответствует электронным переходам в молекуле. Поглощение молекулой кванта света в этой области спектра приводит к переходу электрона на более высокий энергетический уровень. Взаимодействие излучения с молекулой может быть представлено кривыми потенциальной энергии, соответствующими основному и возбужденному состояниям. [c.50]

Инфракрасные спектры возникают в результате взаимодействия вещества с электромагнитными колебаниями определенной частоты. Инфракрасное излучение сообщает молекуле, находящейся в основном электронном состоянии, энергию, необходимую для переходов между вращательными и колебательными уровнями энергии. Характеристические полосы поглощения (или отражения) в инфракрасных (ИК) спектрах связаны с энергетическими переходами [c.157]

Спектры поглощения связаны с переходами, при которых происходит увеличение энергии поглощающих излучение атомов (молекул). Такие переходы называются вынужденными, так как они возможны только при взаимодействии атомов (молекул) с фотонами, поэтому интенсивность спектральных линий в спектрах поглощения зависит не только от числа поглощающих излучение частиц и вероятности такого поглощения, но и от числа фотонов, которые могут быть поглощены. [c.7]

Практически имеют дело с колебательно-вращательными спектрами. При поглощении молекулой излучения с V < 300 см возникает вращательный спектр, а при воздействии излучения с V = 300—4000 см" происходят изменения как во вращательных, так и в колебательных состояниях молекулы — возникает инфракрасный вращательно-колебательный спектр. [c.137]

При поглощении молекулой электромагнитного излучения могут происходить возбуждение электронов, колебательные и вращательные переходы. При этом энергия электронов изменяется довольно значительно по сравнению с колебательной, а вращательная — в меньшей степени [c.353]

Обычно изучают спектры поглощения молекул. Для этого через наследуемое вещество пропускают свет и при помощи спектрографа устанавливают, излучение каких длин волн поглощается. Поглощая квант излучения, молекула переходит из одного энергетического состояния в другое поглощаются только те кванты, энергия которых равна энергии этих переходов таким образом, спектр поглощения, так же как и эмиссионный спектр, позволяет судить об энергетических уровнях в молекуле. [c.130]

В пидимой и ультрафиолетовой областях спектра. Энергии колебательных переходов (10 1—10 эВ) соответствует излучение (поглощение) в ближней инфракрасной области. Наименьшую величину имеют энергии вращательных переходов молекул (10 —10 эВ) [c.144]

Теория взаимодействия кванта электромагнитного излучения с молекулой вещества приводит к правилу отбора для двухатомных молекул. Поглощение энергии кванта электромагнитного излучения возмож ю, если удовлетворяются условия [c.17]

Происхождение молекулярных спектров поглощения. Молекулы, как и атомы, могут находиться только в определенных энергетических состояниях, например Ео, Е, Ei,. . ., Еп. Если излучение определенной длины волны проходит через вещество не поглощаясь, то, конечно, энергетическое состояние молекул этого вещества останется без изменений. Но если излучение, т. е. лучистая энергия, поглощается, то молекулы вещества переходят из одного состояния Е]. (с меньшей энергией) в другое состояние 2 (с большей энергией). Согласно условию Бора произведение волнового числа v поглощенного излучения и постоянной Планка h равно разности энергии молекулы после поглощения и до поглощения [c.244]

Образование свободных радикалов, необходимых для начала цепной реакции, происходит при разрыве связей в молекуле и всегда бывает сопряжено с затратой энергии, которая может быть получена при поглощении молекулой кванта света (например, при фотохимической реакции) или при электрическом разряде, или под воздействием а-, -, у-излучений, или за счет других внешних источников энергии, а также использовании внутренней тепловой энергии самой системы. [c.93]

Для ряда фотохимических процессов наблюдается поглощение более чем одного кванта излучения одиночной молекулой. Некоторые из этих процессов подчиняются закону Штарка — Эйнштейна они связаны с возбуждением достаточно высоких энергетических состояний молекулы при последовательном поглощении двух или более квантов света, причем каждая ступень такого возбуждения требует одного кванта. В то же время возможно одновременное поглощение более чем одного фотона, что происходит при условии достаточно интенсивного облучения (многоквантовое поглощение, см. разд. 3.9). Наблюдение многоквантовых процессов стало возможным с развитием мощных источников излучения (лазеров). Свет тем не менее и в этом случае поглощается квантованными порциями. [c.12]

Радиационное возбуждение — поглощение молекулами мономера квантов энергии рентгеновского или ультрафиолетового излучения. В этом случае не требуется нагревания системы и режим процесса можно выдержать с высокой точностью. Взаимодействие кванта энергии с мономером можно выразить уравнением [c.474]

Образовавшаяся в результате поглощения излучения активированная молекула может вести себя по-разному, вызывая протекание следующих процессов [c.156]

Уравнение (1.73) аналогично уравнению (1.47). Из него следует, что сильное резонансное взаимодействие возможно только при отличном от нуля дипольном моменте перехода, связанном с излучением или поглощением фотона А это как раз и имеет место, если соответствующий переход наблюдается в спектрах испускания или поглощения света. Когда полосы в спектрах испускания и поглощения молекул с и й перекрываются лишь частично, резонансное взаимодействие ослабевает. Если полосы не перекрываются, резонансный обмен энергий может наблюдаться при непосредственных контактах ( столкновениях ) молекул. [c.34]

Электромагнитное излучениа, поглощенное молекулой, приводит к ее возбуждению. Продолжительность жизни в возбужденном состоянии очень мала. Происходит перераспределение энергии возбуждения. Потеря энергии возбуждения возможна либо за счет тепловых столкновений, ли- [c.28]

Было также показано, что скорость полимеризации стирола в индивидуальном состоянии в присутствии 0,01 молъ л перекиси бензоила увеличивается в 3 раза за счет передачи энергии излучения, поглощенной молекулами стирола, молекулам перекиси. [c.93]

В последнее время стала развиваться радиационная химия углеводородов и появились исследования радиол иза алканов, доложенные на симпозиуме по радиационной химии углеводородов в 1957 году [146]. Под влиянием облучения таза пучком электронов с энергией порядка 1,5 мэв при обыч-ной температуре могут свободно происходить процессы расщепления молекул алкана на радикалы и непосредственного отщепления молекул водорода и метана На основе изучения цримесей этилена и пропилена в качестве веществ, поглощающих атомы водорода и метил-радикалы, а также результатов изотопического исследования радиолиза смеси этана и полностью замещенного дейтероэтана на масспектрометре, было показано, что большая часть водорода образуется при радиолизе этана путем прямого отщепления его молекул от молекул этана в первичном процессе [146]. Изучение изото-лического распределения метана, образованного при радиолизе системы этан и дейтероэтан, дало доказательство того, что метан возникает путем непосредственного отщепления его молекулы от исходных молекул этана. Таким образом, процессы радиолиза алканов могут происходить под воздейст- вием больщой энергии облучения при обычных температурах по другому механизму, с отщеплением молекул в первичном акте, без участия радикалов. В этом отношении радиолиз несколько схож с высокотемпературным крекингом, при котором относительный вес радикально-цепных процессов снижается и возрастает роль процессов распада, проходящих по молекулярному механизму, что соответствует более высоким порядкам энергий в том и другом случаях. Интересно также, что в условиях радиолиза (25°) могут возникать горячие радикалы, энергия которых соответствует гораздо более высоким температурам, чем температура экспериментов, т. е. распределение по энергиям для таких радикалов не является Максвелл-Больцмановским. С другой стороны, при действии радиации на алканы возникают и радикалы, которые могут тшициировать процессы распада. В этих случаях важной характеристикой инициированного крекинга является общий выход радикалов, способных индуцировать крекинг, отнесенный к определенному количеству поглощенной энергии. Вследствие того, что ионизирующее излучение поглощается молекулами не избирательно, количество поглощенной энергии пропорционально общему числу электронов в единице объема и не зависит от химического строения алкана [147]. В то же время выход радикалов, отнесенный к одинаковой поглощенной энергии, весьма зависит от строения поглощающих молекул. С процессами образования радикалов конкурируют процессы спонтанной де.чактивации возбужденных молекул алканов, связанной с превращением энергии элект- [c.71]

Поглощение молекулой ультрафиолетового излучения вызывает переход от исходной комбинации колебательной и вращательной энергии ее электронов к соответствующей комбинации этих энергий при возбужденном состоянии электронов. Систематические измерения большого числа органических соединений позволили установить, что только молекулы, содержащие полярные или ненасыщенные группы, поглощают в коротковолновой части ультрафиолетовой области. Для многоатомных молекул эти спектры очень сложны и трудно поддаются расшифрсвке. Учитывая характерный вид ультрафиолетовых спектров ароматических колец, Корбетт и Швэрбрик (23) с помощью ультрафиолетовой спектроскопии установили присутствие ароматических колец в парафиновых п нафтеновых фракциях битумов. [c.52]

Спектральные свойства вещества связаны с поглощением молекулами квантов электромагнитного излучения. При этом электрону, располагающемуся на самом верхнем энергетическом уровне, понадобится меньше исего энергии для перехода на следующие — вакантные уровни. Так, из табл. 4.4 следует, что самый верхний электронный переход в молекуле азота — это переход э.пектрона с уровня на уровень тг —> тг переход), в то время, как в молекуле Оо верхним будет тг — ст переход с меньшей час тотой поглощаемого излучения. [c.131]

Радиационная химия изучает хи.мнческие превращения, происходящие при воздействии ионизирующих излучений. Действие всех видов радиационного излучения п конечно.м счете сводится к взаимодействию заряженных частиц с электронами вещества, поэтому химический эффект действия различных излучений в значительной мере одинаков. Наиболее существенное отличие радиационно-химических реакций от фотохимических связано с неизбирагельным характером поглощения ионизирующего излучения. В то время как свет поглощается, если его частота соответствует частоте поглощения молекулы, энергия радиации поглощается всеми молекулами, вызывая акты ионизации и переводя молекулы в возбужденное состояние. Сохраняя все преимущества фотохимического инициировании (слабая температурная зависимость, отсутствие загрязнений в реакционной среде и др.), радиационное инициирование не накладывает каких-либо особых требований на реакционную среду. Эта среда может быть многокомпонентной, непрозрачной, находиться в разных агрегатных состояниях, кроме того, конструкция реактора может быть произвольной. [c.261]

Поглощение молекулами излучения в 11ифра-красной области приводит к увеличению колебательной и вращательной энергии атомов в молекуле и фиксируется с помощью ИК-спектро-скопии (преимущественно в диапазоне 4000 — 675 см ). Такое поглощение усиливает колебания, связанные с изменением длин связей (валентные колебания) или углов между связями (деформационные колебания). [c.230]

Молекулярные орбитали (МО) делятся на а-, я- и и-орбитали. <т-МО — симметричная относительно оси, связывающей атомы в молекуле. я-МО—несимметричная относительно оси молекулы п — несвязЫ вающая. Несвязывающая молекулярная орбиталь обычно наблюдается у тех молекул, у которых имеется сильно электроотрицательная группа атомов или атом. Энергия таких электронов близка к энергии соответствующей атомной орбитали. При поглощении молекулой кванта электромагнитного излучения происходит электронный переход со связывающей на незанятую разрыхляющую (а - или я -МО) или с несвязывающей на незанятую разрыхляющую (а - или я -МО) (рис. 14). Правило отбора соблюдается и в этом случае. [c.27]

Спектроскопические методы структурного анализа связаны с поглощением молекулами лучистой энергии. Обычно считают, что молекулы могут поглощать энергию в четырех областях электромагнитного спектра (рис. 6-1), в результате чего появляются так называемые вращатвльны , колебательно-вращательные, колебательные и электронные спектры. Для возбуждения электронов обычно требуется энергия порядка 1,5—8,0 эв, т. е. энергия, которая обусловливает излучение в видимой области или в близкой ультрафиолетовой области спектра, т. е. в границах длин волн от 1500 до 8000 А. Электронный спектр позволяет получить дан-пые о строении как основного, так и возбужденного состояний мо- [c.194]

Спектр поглощения должен содержать набор тех же линий, что представлены в спектре испускания. В случае молекул спектр получается более сложным. Это связано с тем, что как энергия основного состояния молекулы, поглощающего электромагнитное излучение, так и энергия электронно-возбужденных состояний, образующихся в результате поглощения излучения, не являются столь однозначно определенными величинами, как для атомов. Они характеризуются набором возможных значений энергии колебаний и вращения молекулы. Поэтому вместо одной линии в спектре поглощения молекулы каждод1у электронному переходу соответствует множество линий, отвечающих различным многочисленным вариантам сопутствующих переходов между колебательными и вращательными состояниями молекулы. Практически за исключением спектров поглощения простейших многоатомных частиц, находящихся в газовой фазе (когда отсутствуют дополнительные возмущения, вносимые нековалентными взаимодействия-I I I II I м [ I I I I I ми), все линии, соответствующие одному [c.152]

Согласно квантовой механике излучение (поглощение) происходит только при переходе из одного стационарного состояния в другое. При этом изменяется распределение электронной плотности, что с классической точки зрения отвечает появлению дипольного момента в акте перехода. Анализ показывает, что атомная (молекулярная) система под влиянием возмущения, изменяющегося во времени, например под влиянием периодически изменяющегося электромагнитного поля (света), может совершать переходы из одного стационарного состояния в другое, пог.нощая при этом квант энергии г = км = = Е"—Е . Время перехода ничтожно коротко. Время жизни в возбужденном состоянии около 10 с (за исключением особых случаев). Возвращаясь в основное состояние, атом (молекула) изучает квант с энергией е = /IV, и в спектре испускания наблюдается линия с частотой [c.35]

Исследуемое вещество облучают инфракрасными лучами с постепенно изменяющейся длиной волны и измеряют поглощение в зависимости от длины волны (или волнового числа). Таким образом получается абсорбционный спектр в инфракрасной области. Световые кванты поглощенного инфракрасного излучения возбуждают молекулу в более высокие колебательные и вращательные состояния. Поэтому эти спектры называют также колебательными или вращательно-колебательными. Инфракрасная спектроскопия применяется так же как метод идентификации соединений. Два вещества идентичны, если их спектры одинаковы в диапазоне волновых чисел от 700 до 1400 см . Эту область называют областью отпечатков пальцев (англ. fingerprint), поскольку не существует двух разных соединений, которые имели бы в этой области одинаковые спектры. [c.25]

Поэтому при поглощении молекулой ультрафиолетового излучения высокой энергии наблюдаемый спектр поглощения состоит из широких полос, являющихся результатом наложения большого числа узких полос, соответствующих различным переходам между близко расположенными подуровнями. Сложная природа электронных спек-ров многоатомных молекул делает очень трудным их полный анализ даже при использованип приборов высокого разрешения, т. е. высоко монохроматичных потоков излучений. Отсутствие вращательной и вращательно-колебательной структур можно наблюдать в спектрах жидких веществ и растворов, что связано с взаимодействием между соседними молекулами растворенного вещества и влиянием сольватации (большинство химических исследований относится именно к этим условиям). Полярные растворители обусловливают обычно значительно большие изменения в полосах поглощения, чем неполярные. Это объясняется тем, что оптические спектры возникают в результате поглощения или излучения света внешними электронами, наименее прочно связанными с ядром, которые требуют для возбуждения меньше энергии, чем внутренние электроны. [c.8]

Таким образом, поглощение или испускание ИК-излучения колеблющейся молекулой, имеющей дипольный момент, можно легко пояснить в простой описательной форме, как это сделано в предыдущем параграфе. Гораздо сложнее описать подобным способом электронные переходы. В классическом смысле электронное возбуждение не соответствует увеличению энергии в осциллирующей системе во всяком случае, и высоко-, и низколежащее электронное состояние может не иметь постоянного дипольного момента (т. е. во всех состояниях электронное облако симметрично расположено вокруг ядер, так что нет разделения зарядов). Однако и в этой ситуации основные принципы взаимодействия с излучением еще применимы, и нам лишь нужно знать, происходит ли дипольное взаимодействие во время перехода между двумя состояниями. Существует единственный строгий метод решения этой проблемы уравнение Шрёдингера, упомянутое в начале раздела, может быть использовано для вычисления скорости перехода системы из одного стационарного состояния в другое под влиянием возмущающей силы. Если скорость возмущения системы, вызванного взаимодействием диполя с электрическим вектором излучения, не равна нулю, то существует дипольный момент перехода. Скорость перехода между состояниями, умноженная на число частиц в низшем состоянии, составляет, естественно, предельную скорость поглощения фотонов, так что в принципе решение уравнения Шрёдингера должно приводить к расчету интенсивности перехода. Однако точные решения этого урав- [c.31]

В спектрофотометрни и колориметрии используют избирательное поглощение молекулами вещества, полученного в результате предварительно проведенной химической реакции с определяемым компонентом (иногда без предварительного проведения реакции, например при определении веществ по собственному поглощению). Молекула поглощающего вещества при поглощении энергии переходит из основного в возбужденное состояние, т. е. из состояния с минимальной энергией о в состояние с большей энергией Еу. В возбужденном состоянии молекулы или атомы, как правило, находятся короткое время (10- —10 с) затем электроны самопроизвольно (спонтанно) переходят на более низкий энергетический уровень или на уровень основного состояния. Этот процесс сопровождается выделением энергии в виде тепла или электромагнитного излучения, или одновременно того и другого. Вызванные поглощением определенных квантов электромагнитного излучения электронные переходы характеризуются строго определенными полосами по- [c.292]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология