Инфракрасные спектры поглощения метод изучения строения молекул

Метод инфракрасной спектроскопии, применяемый для исследования полимеров, основан на изучении их спектров поглощения в области 5000—650 см . В этой области находятся полосы, наиболее характерные для молекулярных структур. Поэтому инфракрасная спектроскопия является универсальным методом изучения строения молекул. [c.5]

Метод инфракрасной спектроскопии является одним из важнейших современных физических методов идентификации химических соединений, изучения строения молекул и количественного анализа смесей с каждым годом он находит все более широкое применение в самых различных областях науки и в первую очередь в химии, биохимии и биологии. В настоящее время накоплен богатейший экспериментальный материал по инфракрасным спектрам поглощения химических соединений, и основная ценность книги Беллами состоит в том, что она содержит весьма полный обзор хорошо систематизированных справочных данных об особенностях спектров (характеристических или групповых частотах) различных классов органических соединений, а также многих неорганических соединений. [c.5]

Изучение колебательных спектров не ограничивается в настоящее время лишь использованием данных о частотах. При решении многих вопросов, связанных с деталями строения и взаимного влияния различных групп в молекуле, применяются также данные об интенсивности полос в инфракрасном спектре поглощения. Накопленный к настоящему времени материал по интенсивностям полос поглощения в ИК-спектрах молекул указывает на гораздо более слон ную по сравнению с частотами зависимость интенсивностей от параметров молекулы. В связи с этим проблема теоретического анализа интенсивностей в ИК-спектрах сложных молекул приобретает принципиальное значение для дальнейшего развития спектральных методов исследования. [c.110]

Основным теоретическим требованием является знание правил отбора, определяющих интенсивности различных колебательных полос в зависимости от симметрии молекулы, за которыми мы отсылаем читателя к различным работам по спектроскопии ком- национного рассеяния света и инфракрасной спектроскопии. Молекулы относительно высокой симметрии поддаются этой обработке опять-таки в большей степени, причем часто таким методом может быть исследовано явление изотопного обмена. Спектроскопические методы дают, таким образом, ощутимый вклад в решение основных проблем структурной органической химии. Напомним интересную работу Ингольда с сотрудниками, которые при изучении строения молекулы бензола привлекли большинство спектроскопических методик поглощение в инфракрасной и ультрафиолетовой областях, спектры комбинационного рассеяния света и спектры флюоресценции [169]. [c.170]

Использование метода инфракрасной спектроскопии для установления связи прочностных свойств полимеров с молекулярным строением аморфных областей. Метод ИК-спектроскопии, результаты применения которого при изучении перенапряжений на межатомных связях и разрывов цепных молекул были описаны в предыдущей главе, оказался полезным и для разбираемого вопроса о роли аморфных областей. Дело в том, что и этот метод различает аморфные и кристаллические области в полимерах. Некоторые полосы поглощения в ИК-спектре относятся к колебаниям одних и тех же межатомных связей, но лежат при разных частотах в зависимости от того, находятся эти связи в кристаллических или аморфных областях полимера [487—491]. Разница в положении полос поглощения вызывается в этом случае опять-таки разницей во влиянии воздействия и расположения соседних атомов. [c.283]

Для исследования полимеров методом инфракрасной (ИК) спектроскопии предварительно желательно определить источники появления полос поглощения в спектрах. Для этого следует установить частоты колебаний характеристических групп в соответствующих низкомолекулярных соединениях и в полимерах, изучить правила отбора колебаний путем анализа симметрии полимерной молекулы или кристалла и рассчитать силовые постоянные и колебательные спектры. Если полимер содержит атомы водорода, то большую помощь может оказать изучение спектров родственных соединений, в которых атомы водорода частично или полностью замещены на дейтерий. Это дает возможность отнести ряд водородных и некоторых других частот. Кроме того, большинство полимерных образцов могут быть ориентированы тем или иным способом, а затем получены их спектры в поляризованном инфракрасном свете. Из поляризационных спектров можно определить направление, в котором наблюдается максимальное поглощение, или направление момента перехода полосы поглощения по отношению к некоторой фиксированной оси или плоскости полимерной молекулы. Когда определены как поляризация полосы, так и природа колебания, можно получить некоторую информацию относительно строения полимерной молекулы. С другой стороны, когда известно строение полимерной молекулы или кристалла, наблюдаемая поляризационная полоса может быть использована для ее идентификации. Вследствие этого использование дейтерирования и поляризационной техники при ИК-спектро-скопическом исследовании полимеров в последнее время очень резко возросло. Цель данной главы — дать общий обзор этих методов и обсудить ИК-спектры некоторых природных и синтетических полимеров. С другими аспектами ИК-спектроскопического исследования полимеров можно ознакомиться в опубликованных ранее обзорах [1—5]. [c.36]

Поглощение или рассеяние излучения исследуют спектроскопическими методами (микроволновая и инфракрасная спектроскопия, спектроскопия комбинационного рассеяния света), которые основаны на изучении вращательных переходов энергии молекулы, что позволяет определить для изучаемой молекулы с данным изотопным составом максимум три главных момента инерции. Для линейных молекул и молекул типа симметричного волчка можно определить лишь одну из этих величин. Число моментов инерции, определенных спектроскопически, соответствует числу определяемых геометрических параметров молекул. В связи с этим при исследовании геометрического строения многоатомных молекул необходимо применять метод изотопного замещения, что создает значительные трудности. Кроме того, микроволновые и инфракрасные вращательные спектры могут быть получены только для молекул, имеющих днпольный момент. Изучение строения бездипольных молекул осуществляется методами колебательно-вращательной инфракрасной спектроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния (КР). Однако эти спектры имеют менее разрешенную вращательную структуру, чем чисто вращательные микроволновые спектры. Трудно осуществимы КР-спектры в колебательно-возбужденных состояниях бездипольных молекул или приобретающих дипольный момент в колебательных движениях. Последние случаи весьма сложны и, как правило, реализуемы лишь для простых молекул типа СН4. [c.127]

Изучение физических свойств органических веществ, начиная с двадцатых годов, приобретает все большее значение. Достаточно назвать определение строения кристаллических решеток по дифракции рентгеновских лучей или строени молекул в парах по дифракции электронов. То и другое позволило определить межатомные расстояния и углы между связями, то есть выяснить основные параметры структуры большого числа органических и неорганических молекул. Исследование дипольных моментов дало возможность установить распределение электронных зарядов в молекулах, решить вопрос об их симметрии или асимметрии и определить электронную характеристику важнейших атомных групп. Выдающееся значение в качестве вспомогательных методов установления тонкой структуры приобрели спектры поглощения в видимой, ультрафиолетовой и инфракрасной областях. [c.8]

При помощи инфракрасной спектроскопии и аналитических методов можно определять структурные характеристики молекул, содержащихся во всех фракциях битумов, в частности в асфальтеновых, с расшифровкой типа конденсации, длины алифатических цепей, ароматичности и полярности> ИК-спектроскопию применяют также для изучения порфиринов ванадия и никеля, содержащихся в нефтях и битумах, для исследования кислородсодержащих функциональных групп в окисленных битумах. Таким методом показано, что омыляемые вещества битума содержат главным образом эфирные группы и что почти полностью отсутствуют ангидриды и лактоны. Методом селективного поглощения фракций показано различие химического состава битумов, полученных из разного сырья, а также изменение их строения по мере углубления окисления сырья. Растворы в четыреххлористом углероде или сероуглероде компонентов окисленных битумов (типов гель, золь — гель и золь), полученных разделением с использованием бута-нола-1 и ацетона и подвергнутых инфракрасному исследованию в области спектра 2,5—15 мк мкм) с призмой из хлористого натрия, показали, что в сильнодисперги-руемых битумах типа золь самое высокое содержание ароматических колец в каждом компоненте [480], Количество групп СНз почти одинаково в алифатических и циклических соединениях. Метиленовых групп парафиновых цепей значительно больше содержится в соединениях насыщенного ряда. Как правило, их число уменьшается при переходе битума от типа гель к типам золь — гель и золь. [c.22]