Применение колебательной спектроскопии

Область применения ультрафиолетовой спектроскопии, ограниченная в основном ароматическими углеводородами, за последние годы расширяется в связи с развитием синтеза новых ароматических полимеров и полимеров, содержащих двойные связи. Основные достоинства метода ультрафиолетовой спектроскопии при решении аналитических задач и при идентификации углеводородов заключаются в высокой чувствительности, точности и быстроте анализа, а также в простоте экспериментальной методики и аппаратуры и достаточно малом количестве вещества, требуемого для исследования. К числу недостатков метода, в некоторых случаях ограничивающих возможность его аналитического использования, следует отнести наложение спектров и их недостаточную избирательность. В этом отношении колебательные спектры (инфракрасные и комбинационного рассеяния) обладают более широкими возможностями, однако во многих случаях целесообразно использовать одновременно несколько спектральных методов. [c.3]

Главным условием квалифицированного применения методов колебательной спектроскопии является надежное отнесение наблюдаемых в эксперименте полос поглощения (ИК) или испускания (КР) к тому или иному типу колебания связей, выявление характеристических частот колебаний. Ниже рассмотрены лишь отдельные представители пероксидов различных классов. Соединения отобраны исходя из их практической значимости, а также надежности экспериментальных данных. [c.144]

Таблица 11.9. Пределы обнаружения, относительное стандартное отклонение и области применения методов колебательной спектроскопии

В этой главе рассматривается не столько сам метод, сколько его применение к решению проблем химии нефти. Это относится к применению инфракрасной спектроскопии и спектров комбинационного рассеяния для изучения химического строения углеводородов и углеводородных смесей. Несмотря на то значение, которое имеет качественный и количественный анализы индивидуальных соединений, основное внимание уделяется характеристическим частотам, наблюдаемым в спектрах веществ с определенной молекулярной структурой. Оценивается возможность количественного определения содержания углеводородов данного типа или данных структурных групп. В главе обсуждаются лишь основные вопросы спектроскопии комбинационного рассеяния света и инфракрасной спектроскопии, а вопросы, относящиеся к рассмотрению природы колебательных спектров или интерпретации колебательных частот, рассматриваются лишь частично. [c.313]

По существу, эта гипотеза предвосхитила концепцию характеристических частот, развитую несколькими десятилетиями позже и лежащую в основе применения колебательной спектроскопии для открытия сдельных функциональных групп, ионов или молекул неорганических и органических соединений. [c.44]

Наибольший успех применения колебательной спектроскопии карбоксильных групп комплексонов связан с исследованием таких соединений, у которых все карбоксильные группы С00 или СООН равноценны, а предполагаемое строение комплексоната исчерпывается двумя-тремя альтернативными вариантами [291—293, 787] В этих случаях, как было показано ранее, удается при наличии единственной нерасщепленной полосы предсказывать равноценность всех ацетатных ветвей в структуре, а по величине смещения этой полосы относительно соответствующей линии свободного лиганда судить об их участии или неучастии в координации катионом [c.410]

Несколько иначе обстоит дело при применении колебательной спектроскопии к анализу структуры узкого класса соединений. В этом случае возможны лишь небольшие вариации силового поля или геометрии данной рассматриваемой ОН -группировки. Большинство ее параметров вследствие единообразия рассматриваемых соединений должно оставаться постоянным. Последнее обстоятельство позволяло ожидать, что поскольку число меняющихся параметров в такой серии соединений весьма ограниченно, то возможно существование однозначной зависимости между этими меняющимися параметрами и колебательными частотами ОН -груп-пировки. [c.163]

Применение колебательной спектроскопии для решения различных спектрохимических задач требует глубокого понимания основных закономерностей спектров. В первую очередь это касается отнесения полос и линий спектров к определенным структурным элементам молекулы и знания закономерностей изменения частот и интенсивностей от различных факторов. Поэтому основное внимание в настоящем разделе монографии уделено интерпретации колебательных спектров и рассмотрению взаимосвязи между спектрами и строением. [c.338]

Применение колебательной спектроскопии для исследования межмолекулярных взаимодействий [c.378]

Инфракрасная спектроскопия является одним из весьма перспективных методов, позволяющих установить природу сорбции компонентов раствора ионитом. Возможности ее применения достаточно полно обсуждены в известных монографиях [22—24], и поэтому не нуждаются в специальном рассмотрении. Имеющиеся публикации позволяют достаточно оптимистично смотреть на применение колебательной спектроскопии для интерпретации характера связи ионов металла с ионогенными группами сшитых полимеров, изменений его в процессе сорбции [c.119]

Чаще всего применения колебательной спектроскопии связаны с использованием и исследованием спектра основных колебательных частот, но иногда особый интерес могут представлять и обертоны или составные частоты, например, для использования в аналитических целях, для идентификации типа замещения бензольных колец (по характерной картине спектра обертонов и составных частот в области 1650...2000 см- , см. гл. X 4). [c.180]

Из инфракрасных спектров и спектров комбинационного рассеяния можно в принципе определить структуру молекулы, не прибегая к детальному отнесению всех колебательных частот. В этом состоит одно из наиболее важных применений колебательной спектроскопии. Подход, применяемый при таком анализе, можно схематически представить следующим образом [c.165]

Из всего сказанного ясно, что исследование колебательных спектров комплексных соединений с целью изучения строения этих соединений и типов химических связей представляется достаточно сложным и в целом ряде случаев приводит к тому, что реальная информация, которую можно получить из наблюдений этого спектра, оказывается несущественной. Вместе с тем ни в коем случае нельзя делать вывода о том, что вообще вся эта область применения колебательной спектроскопии является бесперспективной. Наоборот, уже сейчас можно указать целый ряд специфических задач, которые весьма эффективно могут решаться методами колебательной спектроскопии и давать информацию, которую часто невозможно получить никакими другими методами. [c.9]

Развитие исследований многоатомных молекул методами колебательной спектроскопии характеризуется прежде всего все большим применением теоретического анализа колебаний для решения конкретных задач. Такое внедрение теоретических методов становится необходимым как в связи с усложнением изучаемых объектов, так и благодаря постепенному осознанию того факта, что сплошь и рядом только на основе теоретического анализа можно более или менее уверенно разделить различные причины, приводящие к наблюдаемым в спектре явлениям, и сделать достаточно обоснованные выводы о внутримолекулярных процессах. Поэтому современное спектрохимическое исследование должно сочетать в себе экспериментальную часть и теоретический анализ колебаний модели изучаемой молекулы, причем выбор для решения той или иной задачи соответствующих спектральных признаков (сдвиг полос в спектре, изменение их интенсивностей и т. д.) также дол- [c.182]

Широчайшее распространение в исследовании ГАС нашла спектроскопия в средней части колебательной области спектра (600—4000 см- или 16,7—2,5 мкм). Невозможно отразить в этом кратком обзоре весь огромный объем работ по изучению нефтяных компонентов, выполненных с применением ИК спектроскопии. Ограничимся лишь некоторыми типичными примерами, иллюстрирующими возможности этого метода. Важнейшими из аналитических задач, решаемых с помощью ИК спектрометрии, являются [c.27]

При применении ИК-спектроскопии в качественном анализе часто используют концепцию характеристических частот. В соответствии с уравнением (20.6) единственная основная колебательная частота двухатомной молекулы есть функция силовой постоянной к и масс обоих [c.535]

Разделенные изотопы также находят применение в спектроскопии и в физике твердого тела [1169]. Разницы в массах изотопов вызывают колебательные и вращательные изотопные эффекты в молекулярных спектрах. Разнообразные интересные спектроскопические эффекты вызваны разницей в значениях ядерного спина, магнитного момента и электрического квадрупольного момента для различных изотопов. Изучение этих эффектов очень трудно и иногда невозможно без наличия образцов, сильно обогащенных определенным изотопом. Исследование изотопных сдвигов в оптических спектрах атомов [670, 1170, 1847] дает возможность получить информацию о распределении заряда в ядрах различных изотопов и, следовательно, о размере, форме и структуре ядра. Многие из объемных свойств твердых тел зависят от масс атомов, и хотя эти эффекты малы и трудноопределимы, они изучались при рассмотрении электрической проводимости, температуры плавления, удельного объема, удельной теплоемкости и термоэлектродвижущей силы [1346]. Исследование в области сверхпроводимости показало, что критическая температура обратно пропорциональна атомной массе [ИЗО]. Методом дифракции рентгеновских лучей было рассмотрено различие кристаллических решеток LiF и LiF. Оказалось, что решетка LiF меньше на коэффициент 1,0002. Образцы разделенных изотопов нашли применение в качестве источников излучения. Они могут быть использованы для получения монохроматического излучения и, таким образом, пригодны в качестве эталонов длин волн и точного измерения длины. [c.462]

Колебания представляют собой особый вид движения атомы в любой молекуле постоянно меняют свои относительные положения при любой температуре (даже при абсолютном нуле), оставляя неподвижным центр масс молекулы. С точки зрения геометрии молекулы эти колебания постоянно меняют длины связей и валентные углы. 0 этой главе мы попытаемся применить концепцию симметрии для описания колебаний, следуя главным образом методологии авторов следующих книг [1-3]. Наше краткое изложение - это лишь еще одно указание на важность применения соображений симметрии. Вышеупомянутые книги вместе с двумя основополагающими монографиями [4, 5] по колебательной спектроскопии можно рекомендовать для дополнительного чтения. Наша же основная цель будет состоять в том, чтобы в простой форме ответить на следующий вопрос какие сведения о внутреннем движении молекулы можно извлечь, зная лишь ее точечную группу симметрии [c.227]

Работы, посвященные анализу принципиальных возможностей инфракрасной спектроскопии и разработке методов ее применения для исследования воды, крайне малочисленны. Положение усугубляется тем, что эти работы, будучи рассеянными по различным изданиям отечественной и зарубежной литературы, буквально тонут в море публикаций, посвященных частным вопросам, и поэтому часто ускользают от внимания исследователей. В то же время именно эти работы представляют наибольший интерес для специалистов смежных профессий на первом этапе их знакомства с колебательной спектроскопией. [c.3]

С появлением сканирующей ИКС с Фурье-преобразованием колебательная спектроскопия получила новые области применения в химии и физике полимеров. Увеличение чувствительности путем многократного сканирования позволило осуществить прорыв в методах недеструктивного анализа. [c.240]

Другой метод колебательной спектроскопии, основанный на комбинационном рассеянии света (спектроскопия КР), длительное время не находил широкого применения в неорганической химии из-за технических трудностей получения спектров КР. Положение радикально изменилось в связи с созданием оптических квантовых генераторов (лазеров), применение которых для возбуждения спектров КР устранило существовавшие ограничения и трудности. [c.211]

Применение инфракрасной спектроскопии для оценки изменения свойств воды после магнитной обработки очень перспективно. Этот метод, основанный на квантовом эффекте резонансного поглощения света веществом, находит широкое применение в исследованиях молекулярной структуры жидкой воды. Однако при использовании этого метода возникают принципиальные трудности. Не зная детально структуру воды, затруднительно использовать метод теоретического моделирования. Размытость колебательных полос жидкой воды мешает получению большинства спектральных характеристик. Сильное поглощение во всей области основных колебаний заставляет работать со слоями жидкости микронной толщины, что неизбежно снижает точность измерений. Все это обусловливает необходимость проведения исследований на высоком профессиональном уровне. Сделанное до сих пор отвечает лишь начальной стадии исследований. Тем не менее первые полученные результаты заслуживают внимания, поскольку они характеризуют изменения собственно воды в присутствии примесей.. [c.33]

В Энциклопедии рассматриваются методы иромышленных и лабораторных испытаний полимерных материалов, специфика применения общих физических методов для исследования полимеров ( Колебательная спектроскопия , Калориметрия и др.). [c.6]

Колебательная спектроскопия и ее применение в неорганической структурной химии. [c.194]

Из сказанного видно, что проблема количественной взаимосвязи между полярографическими параметрами и строением органических молекул еще далека от окончательного решения. На сегодняшний день можно сказать, что определение какого-либо отдельно взятого соединения в одной лишь произвольно выбранной среде не может дать тех существенных результатов для установления строения и реакционной способности молекулы, какие удается получить при помощи электронной или колебательной спектроскопии или спектрометрии ядерного магнитного резонанса. Полярографическое же изучение ряда родственных производных в различных условиях дает определенную информацию для оценки строения молекулы. Это могут быть либо чисто эмпирические качественные сопоставления для выяснения наличия водородной связи, определения таутомерии и т.д. (в настоящем докладе не обсуждались), либо полуколичественные сопоставления на основе применения квантовомеханических расчетов или корреляционных уравнений л. с. э. с критической оценкой данных и учетом всевозможных электрохимических факторов, а также с привлечением других физико-химических методов. [c.112]

И. полимеров в твердом состоянии можно также проводить на основании различий в колебательных спектрах изотактич. и синдиотактич. форм. Цепочки различных полимеров имеют различную симметрию и, следовательно, различные правила отбора в колебательном спектре. Практически, не относя все полосы поглощения в спектре полимера, можно легко рассчитать число и поляризацию полос поглощения, основываясь лишь на симметрии цепи, и таким путем идентифицировать конфигурацию полимеров (см. Колебательная спектроскопия). Достаточную информацию по этому вопросу можно получить при измерениях дихроизма нек-рых полос поглощения в спектре полимера. Определения темп-ры плавления и плотности пока имеют ограниченное применение. [c.397]

Основное внимание в настоящем разделе книги уделено методам, которые находят сегодня наиболее широкое применение в исследовании строения органических соединений колебательной спектроскопии, ядерному магнитному резонансу, рентгеноструктурному анализу и электронографии. По другим методам приведены только некоторые данные, иллюстрирующие их возможности для исследования алифатических иитросоединений. [c.326]

Как мы уже отмечали, колебательная спектроскопия является одним из наиболее широко используемых в органической химии физических методов. В последние годы возникли новые предпосылки, еще более стимулирующие применение этого метода. Важнейшими из них являются внедрение ЭВМ в практику [c.337]

Применение спектроскопии комбинационного рассеяния сходно с применением абсорбционной спектроскопии. Если удается разрешить линии вращательного спектра комбинационного рассеяния, из них можно определить параметры молекулы. Если же, однако, наблюдаются линии только колебательного спектра комбинационного рассеяния, информация ограничивается лишь данными о симметрии молекулы. В спектроскопии комбинационного рассеяния нет области, которая соответствовала бы электронным спектрам в абсорбционной или эмиссионной спектроскопии. [c.41]

С точки зрения структуры отсутствие хороших данных по КР-спектрам служило помехой использованию колебательной спектроскопии для определения расположения атомов в кристалле. Теперь, при наличии полных спектров и хороших поляризационных данных, мы имеем возможность значительно более аргументированно делать выбор между вероятными альтернативными структурами. Использование спектров КР становится таким же популярным, как и ИК-спектров, и применение спектроскопии КР как одного из специфических методов будет в дальнейшем расширяться. Заслуживает внимания и одобрения более широкое применение спектроскопии КР в минералогии для характеристики различных минералов. [c.409]

Применения методов колебательной спектроскопии в химии требуют разной глубины знания теории колебательных спектров, которая разработана достаточно хорошо. Современная электронно-вы -числительная техника позволяет проводить теоретический расчет [c.171]

К числу объектов, успешно изучаемых методами колебательной спектроскопии с применением тех или иных описанных подходов и приемов, относятся и такие высокомолекулярные соединения, как белки, нуклеотиды, нуклеиновые кислоты, а также другие биологические и синтетические макромолекулярные системы. Каждый раз может появляться какая-то специфика, но обычно она не имеет принципиального значения. [c.264]

Успехам колебательной спектроскопии кристаллов во многом способствует использование лазерных источников света для возбуждения спектров комбинационного рассеяния и применение [c.5]

Колебательная спектроскопия применяется в современной физике, химии, фармации, в технике. Во вторе гюловине XX столетия сложился целый раздел науки — спектрохимия, включающий разнообразные аспекты использования спектральных методов исследования и анализа для решения химических задач. В химии особенно широко распространены методы ИК-спектроскопии, что обусловлено двумя причинами. Во-первых, применение методов ИК-спектроскопии (часто — в сочетании с методами спектроскопии КР) помогает решать многочисленные задачи структурного или аналитического характера. Во-вторых, в последние десятилетия стали доступными ИЬ -спектрофотометры, выпускаемые промышленностью различных стран, относительно несложные в обраше-нии и удобные для проведения спект зальных измерений. С начала семидесятых годов XX столетия увеличивается и число промышленных спектрометров для получения спектров КР с использованием лазерных источников возбуждения спектров. [c.529]

Здесь не ставится цели детально сопоставить возможности перечисленных методов, которые подробно описаны в специальной литературе [123, 202] и эффективно дополняют друг друга. Благодаря относительной простоте проведения эксперимента, возможности изучения не только кристаллических, но и аморфных тел, возможности проведения исследований с очень малыми количествами (2—10 мг) вещества метод инфракрасной спектроскопии в последнее время получил широкое распространение во многих областях науки. В связи с этим казалось полезным, суммируя накопленный к настоящему моменту опыт, оценить реальные возможности и дать конкретные рекомендации по применению метода инфракрасной спектроскопии для изучения оксигидрильных группировок. В настоящее время методами нейтронографии, колебательной спектроскопии и протонного магнитного резонанса достовер- Но установлено достаточно устойчивое существование трех гидридов атома кислорода ОН", ОНз и ОНд-группировки. В ансамблях атомов состава ОзН, и О3Н7, которые встречаются в некоторых кристаллогидратах [201, 344, 420—422], внутренние атомы водорода лежат не точно посредине между ближайшими к ним атомами кислорода. Это обстоятельство позволяет считать, что в указанных случаях мы имеем дело не с новыми самостоятельными 0 Н -группировками, а с ассоциатами иона гидроксония и молекул воды. Вопрос о существовании в алюмосиликатах самостоятельной группировки (0Н)4 [15, 20] будет рассмотрен ниже (см. гл. V, п. 2). [c.14]

Применение спектроскопии средней ИК-области для изучения проблем, связанных со структурой цеолитов, показало, что этот метод дает возможность получать разнообразную информацию по многим вопросам химии цеолитов и их структуры. Работы в области колебательной спектроскопии неорганических кристаллов получили развитие в течение последних пятнадцати лет [2]. Высокая чувствительность колебательных спектров, особенно в средней ЙК-области, к структуре цеолитов объясняется практически уникальным сочетанием химических и структурных свойств цеолитов и в основном связана с присутствием комплексных анионов в форме высокосимметрич-ЦЫх полиэдрических полостей внутри цеолитных каркасов. Очевидна важность постановки исследований в двух областях. Первая из них — теоретический анализ отнесения полос, главным образом структурночувствительных, которые, как предполагают, коррелируют со структурными блоками цеолитов. Такой анализ необходим для подтверждения интерпретации многих изменений структуры, рассмотренных в данной главе. Вторая область — развитие исследований спектров цеолитов в дальней ИК-области, которое. может дать новую информацию о взаимодействиях катионов с каркасами и о дальнем порядке в цеолитных каркасах. Также плодотворным для изучения 5заим.од.ействий катионов может оказаться дальнейшее развитие исследований по КР-спектроскопии. [c.145]

Впервые вывод о существовании такой зависимости сделали Горди и Стенфорд [58—60]. Они систематически измерили положение полосы ОВ-связи в инфракрасном спектре тяжелого метанола (СНдОВ) и тяжелой воды при растворении в них веществ электронодонорного типа. Было обследовано около 80 соединений, относящихся к классу аминов, амидов, кетокси-мов, нитрилов, нитросоединений, кетонов, альдегидов, глико-лей, простых эфиров и сложных эфиров органических и минеральных кислот. В присутствии этих веществ изменяется положение колебательной полосы ОВ-связи. Это смещение является мерой ослабления связи атома водорода и кислорода в гидроксильной группе поэтому оно может служить для оценки способности основания оттягивать протон из молекулы вещества, т. е. дает представление об относительной силе оснований. Таким образом, применение инфракрасной спектроскопии открыло новые возможности для сравнения силы слабых оснований. За несколькими исключениями, в работе Горди установлена линейная зависимость между логарифмом константы веществ в водном растворе и величиной вызванного ими смещения полосы ОВ-связи в инфракрасном спектре тяжелого метанола или тяжелой воды. [c.278]

После ознакомления с основными принципами колебательной спектроскопии в предыдущем разделе мы перейдем к более сложным системам. Если молекула содержит N атомов, для полного определения положения всех атомов требуется ЗЖ координат. Эти координаты можно разделить на 6 координат для определения положения центра тяжести (3 координаты) и относительного вращательного положения (еще 3 координаты) молекулы и на ЗN— 6 координат для определения относительного положения атомов. Это относится к нелинейной молекуле. Для линейной молекулы требуется только две вращательные координаты, так что для определения положения атомов внутри нее остается ЗЖ — 5 координат. Применение теории малых колебаний показывает, что все возможные сложные относительные движения атомов в молекуле можно рассматривать как состоящие из ЗN — 6 ЗN — 5 для линейной молекулы) нормальных колебаний. Нормальным типом движения считается такой, в котором молекула не претерпевает чисто трансляционного или вращательного движения и в котором все атомы колеблются около своих равновесных полюжений с одной и той же частотой в фазе друг с другом, т. е. все атомы проходят через свое равновесное положение в одно и то же время. Для нелинейной молекулы следует ожидать ЗN — 6 нормальных колебаний, следовательно, ее спектр может содержать до З У — 6 основных частот. Помимо основных частот, т. е. частот переходов, нри которых происходит изменение на 1 единицу колебательного квантового числа только одного нормального колебания, спектр также может содержать значительно уменьшенной интенсивности обертонные полосы и полосы составных частот. Обертон возникает в результате перехода, в котором одному нормальному типу колебания соответствует изменение квантового числа больше чем на единицу, например от и = О до ге = 2, в то время как полосе составных частот отвечает переход, при котором меняется квантовое число более чем одного нормального типа колебаний. Для ожидаемых интенсивностей была предложена весьма упрощенная, но достаточно точная картина. По ряду причин все основные частоты не столь интенсивны, как это можно было бы ожидать, так что некоторые полосы составных частот и обертонные полосы [c.324]

В последние несколько лет в литературе стали появляться теоретические и экспериментальные работы, в которых рассматривалась эта проблема с различных точек зрения. Получен ряд иногда разноречивых, но в основном совпадающих или дополняющих друг друга выводов. Кроме того, наметились различные подходы к экспериментальному исследованию микроструктуры нерегулярных полимеров методом колебательной спектроскопии. Так, например, в работах Кёнига с сотр. для анализа микроструктуры полипропилена разработан и применен метод асимметрии спектральной полосы. Показано, в частности, что степень асимметрии контура некоторой полосы относительно абсциссы, соответствующей частоте колебаний высокорегулярной фракции, симбатно связана с величиной, характеризующей нерегулярность изучаемого образца. С помощью метода асимметрии полосы, включающего один параметр, можно определить только усредненные характеристики регулярности полимера степень изотактичности, среднюю блочность и т. п. [c.66]

Колебательные спектры молекул, наблюдаемые как ИК спектры и спектры комбинационного рассеяния света, являются такой же специфической харак теристикой вещества, как отпечатки пальцев человека. По этим спектрам вещество может быть идентифицировано, если его колебательный спектр уже известен, По ИК и КР спектрам определяют симметрию и структуру неизученных молекул. Частоты основных колебаний, находимые из спектров, необходимьв для расчетов термодинамических свойств веществ. Измерение интенсивности полос в спектрах позволяет проводить количественный анализ, изучать химические равновесия и кинетику химических реакций, контролировать ход техноло гических процессов. Дальнейшее развитие методов колебательной спектроскопии и расширение их применения в науке, технике и производстве — непр.елвжное требование ускорения научно-технического прогресса. [c.169]

В отличие от литературы по колебательной спектроскопии молекул литература по колебательной спектроскопии кристаллов значительно беднее. Если первая насчитывает десятки учебников и монографий, то вторая сводится, пожалуй, всего лишь к двум книгам Багавантам С., Венкатарайуду Т., Теория групп и ее применение к физическим проблемам . М., ИЛ, 1959 Сущин-ский М. М., Спектры комбинационного рассеяния молекул и кристаллов , М., Наука , 1969. Таким образом, книга А. Пуле и Ж.-П. Матье восполняет серьезный пробел, систематизируя материал, рассеянный по отдельным журнальным статьям и разным книгам. [c.6]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология