Колебания в молекуле деформационные

Возможность непосредственно наблюдать вращательные и колебательные переходы в области видимого света основывается на открытии Раманом и Мандельштамом явления комбинационного рассеяния света. При прохождении монохроматического света через вещество в спектре рассеянного света наряду с линией излучения источника света появляются также линии с более высокими и более низкими частотами. Эта разность частот относительно основной частоты источника света соответствует изменению энергии при колебательных переходах. Основное достоинство спектроскопии комбинационного рассеяния (КР) состоит в том, что с ее помощью можно точно и просто определять собственные частоты колебаний молекулы. При этом можно различить валентные и деформационные колебания. Последние возможны у многоатомных нелинейных молекул. Так, например, молекула воды НгО имеет два валентных колебания [c.68]

Третьей внутренней координатой в молекуле воды является валентный угол Н—О—Н. Соответствующее колебание будет деформационным. Все операции симметрии оставляют этот базис неизменным, следовательно, представление таково [c.233]

Инфракрасные спектры молекул — результат энергетических переходов между различными колебательными, вращательными и реже электронными уровнями под действием электромагнитного излучения. Эти переходы значительно различаются по энергиям примерно от 0,4 до 140 кДж/моль. Соответственно различают ближнюю ИК-область в диапазоне примерно от 0,8 до 2,5 мкм (12 500—4000 см- ), в которой наблюдаются электронные и колебательные переходы основную или среднюю ИК-область от 2,5 до 16 мкм (4000—625 см ), связанную в основном с колебаниями молекул, и дальнюю, или длинноволновую, ИК-область от 16 до 200 мкм (625—50 см ), в которой наблюдаются вращательные переходы, колебания в тяжелых молекулах, в ионных и молекулярных кристаллах, некоторые электронные переходы в твердых телах, крутильные и скелетно-деформационные колебания в сложных молекулах, например в биополимерах. В настоящее время наибольшее развитие получила спектроскопия в средней ИК-области, в которой работает большинство серийных приборов. [c.199]

При частоте колебания молекулы азота со = 2359,60 см колебательная составляющая его энтропии оказывается при данной температуре исчезающе малой, т. е. 5298(кол> 0. В связи с этим следует указать, что вообще при колебаниях, возникающих вдоль прочных связей сравнительно легких атомов и обладающих большими частотами, соответствующие вклады в общую энтропию и другие термодинамические свойства, ничтожно малы. Большее значение имеют слабые колебания, например колебания деформационные, связанные с изменением валентных углов. [c.239]

В трехатомной частице наряду с валентными колебаниями могут совершаться колебания, связанные с периодическим изменением угла между связями. Такие колебания присущи и более сложным молекулам. Они называются деформационными колебаниями. На рис. 38 приведены три колебания молекулы воды — два валентных и одно деформационное. [c.94]

Известно, что молекула представляет собой систему, состоящую из атомов, находящихся в постоянном колебательном движении. Частота этого колебания определяется видом химической связи. Существуют два вида колебаний молекул валентные, при которых атомы совершают колебания вдоль оси валентной связи, сближаясь и удаляясь, и деформационные, при которых атомы отклоняются от оси валентной связи. Каждому виду связи определенного вида атомов соответствуют колебания определенной частоты. Если на молекулу падает свет той же частоты, происходит поглощение энергии, которая вновь выделяется, когда молекула возвращается из возбужденного состояния в исходное. Этим свойством молекул и пользуются в ИК-спектроскопии. [c.185]

С точки зрения квантовой механики колебание в ИК-спектре проявляется в том случае, если изменяется дипольный момент молекулы. Условием же получения спектра комбинационного рассеяния является изменение поляризуемости при колебании молекулы. Колебания подразделяются на два вида - валентные, при которых происходит изменение длины связи между атомами в молекулах, и деформационные, вызывающие изменение угла между связями. Однако на практике к деформационным колебаниям часто относят все невалентные колебания. Колебания молекул, происходящие с одной и той же частотой в различных плоскостях, называются вырожденными, а колебания атомных группировок в целом - скелетными. [c.199]

В колебательно-вращательном спектре поглощения многоатомных молекул наблюдаются Р-, Q- и. / -ветви. Это позволяет определить непосредственным измерением волновые числа основных полос поглощения валентного асимметричного, деформационных-асимметричного и симметричного колебаний. Волновое число симметричного валентного колебания молекул метана не может быть [c.73]

Снять спектр поглощения метана, подобно съемке спектра полистирола. 7. Проанализировать полученный спектр, отнести полосы поглощения к деформационному симметричному и асимметричному колебаниям, помня, что должны наблюдаться Р- и / -ветви, которые могут быть не разрешены на отдельные полосы поглощения. 8. Определить деления шкалы длин волн для С-ветвей, соответствующих деформационным колебаниям молекулы метана. 9. Определить волновые числа основных полос поглощения деформационных колебаний, пользуясь дисперсионной кривой. 10. Построить дисперсионную кривую прибора ПСП-12 с призмой как это описано на стр. 47 п.п. 16—22. Начальное деление шкалы длин волн 12,80, скорость записи спектра 3. Зеркальную заслонку открыть, когда на шкале будет деление 13,00. Конечное деление шкалы 15,00. 11. Сопоставить спектр полистирола со спектром, изображенным на рис. 31,6, определить деления шкалы длин волн для каждого максимума и построить дисперсионную кривую. 12. Установить газовую кювету, заполненную метаном перед входной щелью прибора и снять спектр поглощения метана подобно съемке спектра полистирола. Если окажется поглощение, близкое к 100%, то определить деление шкалы длин волн, соответствующее участку спектра с максимальным поглощением, установить это деление на шкале. Частично разбавить метан в газовой кювете воздухом при помощи резиновой груши, наблюдая за движением стрелки записывающего приспособления. Она должна сместиться примерно на 20 делений. 13. Повторить съемку спектра метана при тех же условиях. 14. Определить волновое число полосы поглощения (С -ветви), соответствующей асимметричному колебанию метана, пользуясь дисперсионной кривой. 15. Определить среднее значение Дсо в Р-ветви вращательно-колебательного спектра метана, пользуясь дисперсионной кривой. 16. Рассчитать момент инерции молекулы метана "по уравнению (1,39). 17. Определить межатомное расстояние С—Н, исходя из того, что молекула метана имеет тетраэдрическую структуру и угол Н—С—Н составляет 109°28. 18. Сопоставить полученное значение волнового числа колебания и межатомное расстояние с табличными данными. [c.63]

Для расчета энергии водородных связей, образуемых водой с сульфат-анионом, были использованы наблюдаемые в спектрах частоты 3200-—3290 и 3440—3470 см (рис. 30). Полосы воды с аналогичными частотами наблюдались Баличевой и Андреевым для кристаллических сульфатов Мд, N1, 2п, Ре, Со [189]. Они, кроме того, наблюдали полосу 3240—3160 см , которая, очевидно, представляет собой обертон деформационного колебания молекулы воды. [c.64]

Существует два основных типа колебаний молекул а) валентные, при которых расстояние между двумя атомами уменьшается или увеличивается, но затем остается на оси валентной связи б) деформационные, при которых атомы отходят от оси валентной связи. Чтобы данное колебание проявилось в спектре, онг должно сопровождаться изменением момента диполя. Валентные и деформационные колебания происходят с определенными часто тами. Если при этом на молекулу падает свет той же частоты, то происходит поглощение энергии и амплитуда колебаний увеличивается. Когда молекула из возбужденного состояния возвращается в исходное, то поглощенная энергия выделяется в виде кванта энергии и появляется линия поглощения, соответствующая определенной частоте (рис. 14.2). Частота колебаний зависит от массы колеблющихся атомов и их группировок, а также от прочности химической связи. Последняя характеризуется силоной постоянной, которую находят из частот валентных колебаний. Присутствие в ИК-спектре исследуемого соединения линий, характерных для соответствующих атомных группировок (С=0, О—И и л1,р.), позволяет делать заключение о составе и структуре соединений. [c.243]

Определить значения волновых чисел всех колебаний молекул СН4 (см. с. 73). По волновым числам полос поглощения валентного асимметричного и деформационных симметричного и асимметричного колебаний, а также волновому числу симметричного валентного колебания, определенного по спектру комбинационного рассеяния, 2916,5 см , принимая, что л е<1, рассчитать 0 для всех колебаний молекулы метана по (1.90). Рассчитать в/Т при 298 К и заданной температуре. По таблице термодинамических функций Эйнштейна для линейного гармонического осциллятора найти [c.74]

Наиболее вероятной представляется интерпретация спектра воды, согласно которой полосы в области 3000— 4000 отнесены к валентным симметричным (уО н асимметричным уг) колебаниям молекулы воды и обертону деформационного колебания (2уг), усиленному по интенсивности за счет резонанса Ферми. Такое отнесение полос подтверждается поляризационными данными и данными по температурной зависимости интенсивности [34]. То обстоятельство, что в спектре льда, кото- [c.13]

Н о, число колебательных степеней свободы равно 3 3 — 6 = 3, а у линейной трехатомной молекулы, например СО2, 3 3 — 5 = 4. У молекулы этилена, построенной из шести атомов, число колебательных степеней свободы уже достигает 3 6 — 6 = 12 (помимо упомянутого крутильного колебания молекуле этилена присущи пять валентных колебаний, соответствующих четырем связям С—Н и одной С=С и шесть деформационных, соответствующих четырем валентным углам НС=С и двум углам Н—С—Н). [c.95]

VI — полносимметричное колебание V2 — деформационное колебание в трехатомных молекулах типа ХУа Vз — антисимметричное валентное колебание в молекулах типа ХУ [c.195]

Все три типа симметрии 2 , и П встречаются только по одному разу, поэтому координаты симметрии являются хорошим приближением к нормальным колебаниям, и возможности для смешения отсутствуют. На рис. 5-10 показаны нормальные колебания молекулы СО2. Два деформационных колебания вырождены, т.е. они имеют одинаковую энергию. [c.244]

Таким образом, колебания молекулы ацетилена четко разделяются на валентные и деформационные. Каждое валентное колебание характеристично либо для связи С—Н, либо для связи С = С. [c.22]

Форма колебания определяется амплитудами колебаний всех атомов с данной частотой, т. е. в конечном счете изменением длины связей и межсвязевых углов при нормальном колебании. Если при колебании молекулы изменяется (растягивается или сжимается) какая-либо связь (или связи), то такое колебание называется валентным. Число валентных колебаний равно числу связей в молекуле. Если при колебании меняется межсвязевый угол (или углы), то такое колебание называется деформа-ционньш. Однако чисто валентные или чисто деформационные колебания встречаются только у линейных или же у высокосимметричных (октаэдр, тетраэдр, квадрат и т. п.) нелинейных молекул и ионов. В большинстве случаев колебания многоатомных молекул, ионов являются смешанными валентно-деформационными колебаниями, когда одновременно меняются и длины связей, и межсвязевые углы. [c.534]

Наряду с частотой валентных ОН-колебаний воды представляет интерес проанализировать положение полосы деформационного ее колебания для изученных кристаллогидратов [27, 181, 183]. Частоты этих полос приведены, в табл. 4. Из таблицы следует, что деформационные частоты чувствительны к изменению прочности образуемых водой водородных связей. При переходе от перхлоратов к фосфатам они испытывают смещение, хотя менее значительное, чем частоты валентных колебаний. Таким образом, для изученных нами кристаллогидратов с увеличением прочности водородных связен воды с анионом происходит смещение частот и валентных и деформационных колебаний молекулы воды. Смещения имеют, однако, противоположные направления. [c.68]

Полоса, соответствующая деформационным колебаниям молекулы воды, как и в случае гидратированного сульфата циркония, находится у 1650—1660 м- . [c.79]

В значительном числе случаев проявляется мультиплетная структура характеристических полос поглощения. Наблюдаемая в ИК-спектрах эпоксидов мультиплетность полос поглощения в области частот валентных колебаний связей С—О и ножничных деформационных колебаний алифатических СН,-фупп объяснена соответственно валентными колебаниями системы С—О—С, взаимодействующими с другими колебаниями молекулы (при наличии простой эфирной связи), взаимодействующими асимметричными колебаниями групп С—С(=0)—О и О—С—С (при наличии сложноэфирной фуппы), наличием в молекуле спектроскопически неэквивалентных СН -фупп, находящихся в различном молекулярном окружении. Тем самым показана возможность ИК-спектроскопической идентификации различных СН,-групп. [c.69]

Сочетание высокоэффективной газовой хроматографии с ИК-детектированием представляет собой мощное средство для получения специфической информации о молекулах анализируемых веществ. Под действием ИК-излучения возбуждаются деформационные и валентные колебания молекул вещества. Эти колебания являются характеристическими для функциональных груин анализируемой молекулы. Проводя интерпретацию спектров вручную или используя библиотеки спектров, можно идентифицировать хроматографируемые соединения ио их ИК-сиектрам. [c.87]

Еслн идентифицирсваны все активные основные частоты бензола, то частоты девяти неактивных колебаний все еще остаются f еопределенными. Эта задача может быть решена при помощи соответствующих математических расчетов. Рассмотрим теперь применение этих соображений к молекуле бензола. Из рис. 3 следует, что колебания молекулы бензола могут быть представлены при помощи внутренних координат шести типов валентных, деформационных в плоскости и деформационных, связанных с выходом из плоскости молекулы как С—С, так и С—Н связей. Каждая из этих координат связана с определенной силовой постоянной. Вильсон [12] ццел следующие обозначения для этих силовых постоянных [c.304]

В табл. 3.1 приведены положения некоторых наиболее важных для изучения химии поверхности и адсорбции полос поглощения в области колебаний скелета кремнеземов. В табл. 3.2 представлены полосы поглощения силанольных групп кремнезема и адсорбированной воды при переходе от далекой к основной и близкой ИК области спектра в порядке возрастания частот. Сопоставление табл. 3.1 и 3.2 позволяет найти окно прозрачности, в котором можно наблюдать полосы поглощения колебаний адсорбированных молекул воды VH,o-f8HjO— 5150—5270 см-, не накладывающихся на полосы поглощения колебаний остова кремнезема и силанольных групп. В окно прозрачности 2000—3000 см- не попадают полосы ни кремнезема, ни адсорбированных молекул воды, поэтому его удобно использовать для наблюдения за адсорбцией органических веществ. Спектральным критерием дегидратации поверхности может служить исчезновение из спектра полосы поглощения деформационных колебаний молекул воды йн о, полосы соответ-стЕ ующего обертона 28hjO и составного колебания vh o+Sh o. Однако полоса основного тона деформационных колебаний молекул воды ShjO перекрывается с полосами поглощения обертона и [c.57]

ВИТЬ в виде двух колебаний в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях. Такие колебания не отличаются по энергиям и, следовательно, в спектре будет наблюдаться только одна полоса. Это — дважды вы-рол<денное колебание. Р-Гелинейные трехатомные молекулы имеют три стененн свободы колебательного движения (рис. 12). Колебание V, — валентное симметричное, колебание Уз — деформационное, колебание Уз — вале1ггп0е асимметричное. [c.19]

Частоты колебаний молекулы СНзМО приведены ниже. При ереходе к активированному комплексу можно ожидать их существенного изменения уменьшения частот двух маятниковых колебаний, деформационного колебания СМО, одного деформационного колебания НСН, а также увеличения частоты колебания N0 [c.259]

Волновое число одного пз деформационных колебаний молекулы РС1з равно 189 см-. Пользуясь справочными данными, рассчитайте вклад этого "Колебания в сумму состояний и в теплоемкость 1 моля РС1з при 544 К. [c.25]

Колебательно-вращательный спектр называют также ин -фракрасным спектром. Такие спектры очень разнообразны, особенно в случае свободных молекул (в газах при уменьшенном давлении). Разрешающая способность обычного спектрального прибора слишком мала для разделения индивидуальных линий, вызванных вращательными Переходами. При повышении давления или при конденсировании фаз эти линии исчезают, так как продолжительность существования отдельного вращательного состояния настолько сильно изменяется. при соударениях молекул, что наблюдается уширение и перекрывание линий. Спектры в ближней инфракрасной области 1(Л от 1000 до 50 000 нм) обусловлены колебаниями атомов. При этом, различают колебания вдоль валентных связей атомов (валентные) и колебания с изменением валентных углов (деформационные). Колебания возникают, если поглощение электромагнитного излучения связано с изменением направления и величины дипольного момента молекул. Поэтому молекулы, состоящие, например, из двух атомов, не могут давать инфракрасные спектры. Симметричные валентные колебания молекул СОг также нельзя возбудить абсорбцией света. Отдельные группы атомов в молекулах больших размеров дают специфические полосы поглощения, которые практически не зависят от строения остальной части молекулы. Этот факт используЮ Т для идентификац,ии таких групп. В симметричных молекулах колебания одинаковых групп энергетически равноценны и поэтому вызывают появление одной полосы поглощения. По такому упрощению ИК-спектра можно сделать вывод [c.353]

Либрациоииые колебания молекул воды (связанных с силанольными группами) Деформационные колебания групп ОН силанольных групп уон адсорбированных молекул воды обертон этого колебания 2бfJ Q Валентные колебания гон в адсорбированных ассоциатах и концевых группах воды V [c.58]

Оценка содержания адсорбированных молекул по интенсивности полосы 8н,о была произведена по спектрам, полученным на ИК спектрометре высокого разрешения. Сочетание этого прибора с ЭВМ позволяет проводить накопление спектров поглощения адсорбционной системы и П утем вычитания спектров адсорбента выделить вклады адсорбции (собственно полосы бн о) и вызванного ею возмущения перекрывающихся с ней полос поглощения колебаний остова кремнезема (табл. 3.1 и 3.2). На рис. 3.6 представлены спектры поглощения в области деформационных колебаний молекул воды в системе Н2О — гидроксилированная поверхность [c.58]

Поскольку для валентных колебаний молекул значения со обычно превышают 1000 см , суммы по состояниям для валентных колебаний в простых молекулах при не слишком высоких температурах близки к 1, а их составляющие в термодинамических функциях, зависящие от 1п кол, очень малы. Для деформационных колебаний величины со могут быть заметно меньшими, а многие нормальные колебания сложных молекул характеризуются очень малыми значениями о). Например, для деформационных колебаний В2О3 соСЮО см . В последнем случае колебательные суммы по состояниям достаточно велики даже при низких температурах. Точно так же для сложных органических молекул деформационные колебания дают заметный вклад в энергию, энтропию и теплоемкость вещества при всех температурах. [c.224]

Частоты валентных и деформацио1шых колебаний нередко обозначают греческими буквами v и 5 соотнетственно с различными индексами, например Vi(NH) — частота симметричных валентных колебаний связей NH Va,(SO) — частота антисимметричных валентных колебаний связей SO 5(Н20) — частота деформационных колебаний молекул воды и т. д. Существуют почти общепринятые символы для обозначения частот специфичных по форме деформационных колебаний молекул, например со(СН2), р(СНз), (СНг) — частоты соответственно веерных, маятниковых, крутильных деформационных колебаний метиленовой группы СН2. [c.535]

Подобным Же образом можно объяснить понижеяие частот поглощения а ряду групп О Н, N—Н. С—1 , S-H. а также различно в частотах О—Н, 0—0 илн С—Н, -D (табл. 2). Поскольку энергия возбуждения деформационных колебаний атомов, не слишком отличающихся по массе, гораздо меньше, чем Энергия, необходимая для смещения si омов по осн связи, то валентные колебания проявляются в VIK- H Kipax в более высокочастотной области, чем деформационные колебания. Это положение нллюстрнрз ет рис. 92, где пока. зано отнесение трех собственных колебаний молекулы воды (ср. также тябл. 12). [c.129]

Координаты симметрии строят из внутренних координат с помощью оператора проектирования, упоминавщегося в гл. 4. Как координаты симметрии, так и формы нормальных колебаний принадлежат к неприводимому представлению точечной группы молекулы. Координата симметрии всегда связана с тем или иным типом внутренней координаты, т. е. чисто валентное колебание, чисто деформационное колебание и т.д., а нормальное колебание может быть комбинацией изменений различных внутренних координат, подчиняющихся одной симметрии. В некоторых случаях, как, например, для молекулы Н О, координаты симметрии являются хорошим представлением для нормальных колебаний, но иногда это бывает и не так. Примером тому служит молекула Auj l [I], в которой колебания, соответствующие отдельным координатам симметрии, имели бы близкую энергию, поэтому реальные нормальные колебания представляют собой комбинации различных колебаний, имеющих одинаковую симметрию. Соотношение между координатами симметрии и нормальными колебаниями может быть установлено только расчетным путем этот тип расчетов называется колебательным анализом [5, 6]. Такой расчет кроме сведений о симметрии молекулы нуждается в некоторой дополнительной информации, которая здесь не рассматривается. [c.234]

Так как атомы Н и D быстро обмениваются, то при добавлении малых количеств Н2О в D2O наблюдаются полосы поглощения ОН, а при добавлении малых количеств D2O в Н2О—0D и не наблюдается деформационных колебаний молекул НОН или DOD. При таком исследовании оказалось что две близкие полосы поглощения молекул Н2О (3420 и 3250 i м- ) не являются аналогами симметричных и антисимметричных валентных колебаний свободной молекулы, как думали раньше. Только полоса 3420 и ее слабое плечо при 36l5 м - представляют валентные колебания группы ОН. Наблюдающееся около 3615 м- слабое плечо нельзя приписать антисимметричному колебанию молекулы Н О, как это утверждается в отдельных работах, поскольку оно встречается как в спектрах Н2О, так и в спектрах HDQ. [c.106]

ВОДЫ (в области валентных ОН-колебаний) четко обнаруживаются два максимума у 3440 и 3600 см (рис. 27). Имеется неявно выраженный перегиб 3270 см- который, возможно, представляет собой обертон деформационного колебания молекулы воды. Как показал расчет, энергия менее прочной Н-связи составляет 2,3—2,6 ккал1связь. Такая малая величина энергии хорошо согласуется с известным фактом о длине связи НгО—С1 в кристаллогидратах с двухвалентными катионами M.g, Со [201]. Она велика и составляет 3,18—3,21 А. [c.62]

Допустим, что иращательное движение является классическим, а колебание—простым гармоническим. Принимая, что линейная молекула имеет только один момент инерции и две степени свободы вращения, а деформационное колебание молекулы дважды вырождено, получаем [c.414]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология