Вращательное движение и вращательные спектры многоатомных молекул

Лекция 2. Причины поглощения света молекулами. Физические основы возникновения окраски. Вращательное движение молекул. Вращательные спектры. Колебательное движение молекул. Колебательные спектры. Формы колебательных движений многоатомных молекул. Вращательно-колебательные спектры. Лекция 3. Основной закон фотометрии. Причины отклонения от основного закона фотометрии. Основные узлы спектрофотометрических приборов источники света, светофильтры [c.205]

ВРАЩАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ И ВРАЩАТЕЛЬНЫЕ СПЕКТРЫ МНОГОАТОМНЫХ МОЛЕКУЛ [c.30]

Сложность спектров двухатомных и многоатомных молекул объясняется тем, что в них может изменяться не только энергия электронов (как в одноатомных молекулах), но и энергия колебаний атомов, а также энергия вращения молекулы. Согласно законам электродинамики внутримолекулярное движение приводит к излучению (или поглощению) света, если оно связано с изменением электрического момента, молекулы (см. с. 281). Только такое движение, например, отзывается на воздействие внешнего электромагнитного поля, что сопровождается поглощением радиации. Равным образом, только такие движения, создавая вокруг переменное поле, могут излучать электромагнитную энергию. У молекул, имеющих постоянный дипольный момент, например, молекулы галогеноводородов, изменение электрического момента происходит при вращении молекулы и колебаниях. Поэтому в этих случаях возникают чисто вращательные и колебательно-вращательные спектры. [c.272]

Вращательное движение, вращательные спектры. Многоатомные линейные молекулы обладают двумя степенями свободы вращательного движения вокруг осей, проходящих через [1ентр тяжести молекулы и перепендикулярных оси молекулы. Моменты инерции молекулы при вращении вокруг обоих осей одинаковы и, следовательно, одинаковы и вращательные постоянные в уравнении (1,8). [c.18]

Появление дискретного колебательного спектра многоатомной молекулы является результатом существования в молекуле определенных уровней энергии. При рассмотрении задачи об уровнях энергии многоатомной молекулы принципиальным является возможность в достаточно хорошем приближении рассматривать раздельно разные виды движений частиц молекулы движение электронов, колебания ядер, вращательное движение молекулы как целого и, наконец, поступательное движение молекулы. [c.170]

Отметим в заключение, что в случае многоатомных соединений чисто вращательным спектром обладают не только полярные молекулы, но и молекулы, у которых электрический дипольный момент появляется при колебаниях (СО2, СЗг и др.). Существенно также, что некоторые (в том числе и многоатомные) молекулы обладают способностью к вращательному движению в жидкой фазе вещества, о чем подробнее речь пойдет в гл. 12 и 14. [c.45]

Круг вопросов, о которых шла речь в 7.1—7.3, относится к наиболее простым закономерностям проявления колебательного движения в спектрах, касающимся в основном частот колебательных и колебательно-вращательных переходов. Между тем не менее важным является установление связей между характером колебания и другими параметрами (в частности, интенсивностью) полос в инфракрасных спектрах молекул. Имея это в виду, остановимся сначала на рассмотрении общего вопроса о методах последовательного решения теоретической задачи о колебаниях многоатомных молекул, включающей получение сведений о всех основных характеристиках инфракрасного спектра (частотах, интенсивностях и т. д.). [c.55]

Спектры ЭПР для жидкостей и растворов. Для большинства многоатомных молекул в основном электронном состоянии орбитальный момент количества движения электронов равен нулю. Для молекул (или молекулярных ионов) в жидкой фазе вращательное состояние не описывается волновыми функциями ротатора и не характеризуется моментом количества движения, обусловленным свободным вращением молекулы как целого. Единственным моментом количества движения, который может быть не равен нулю, как правило, является спиновый момент количества дви-л ения 5. [c.473]

Вращательное движение многоатомных молекул. Вращательноколебательные спектры. Многоатомные линейные молекулы обладают двумя степенями свободы вращательного движения вокруг осей, проходящих через центр масс молекулы и перпендикулярно оси молекулы. Оба момента инерции одинаковы и, следовательно, одинаковы и вращательные постоянные, которые могут быть определены из вращательного или вращательно-колебательного спектра по одному из уравнений (1.38), (1.42), (1.43). У молекул типа сферически симметричного волчка все три момента инерции одинаковы [c.23]

Конечно, представление о постоянстве г слишком упрощено. Если бы движение молекулы подчинялось законам классической механики, то при большой скорости ее вращения вследствие центробежной силы расстояние между атомами должно было бы возрастать. Такой характер влияния вращения на колебания молекулы может быть описан с помощью, квантовой механики. При этом выражение для Е/ усложняется. При более строгом квантовомеханическом описании необходимо учитывать влияние на колебательную энергию движения электронов (тонкая структура вращательных термов). В случае многоатомных молекул выражение для энергии еще сложнее. Энергетические уровни остаются дискретными, и вращательный спектр молекулы находится в инфракрасной области. [c.144]

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]

Глава IV Вращательное движение и вращятельные спектры многоатомных молекул 27 Задачи с решениями 27 Задачи 32 Многовариантные задачи 33 [c.524]

Основное направление научных работ — изучение структуры молекул методами спектроскопии. Исследовал инфракрасные спектры и спектры комбинационного рассеяния многоатомных молекул. Является пионером в изучении ко-лебатадьных и вращательных движений таких молекул с помощью квантово-механических расчетов. Занимался (с середины 1940-х) микроволновой спектроскопией. Создал ряд спектрометров очень высокой чувствительности. Использовал спектроскопическую технику для изучения перехода энергии от одной молекулы к другой при их столкновениях. Изучал возможность использования квантово-механических расчетов для предсказания свойств молекул. [c.502]

Исследование факторов, влияющих на форму колебательных поло многоатомных молекул в конденсированной фазе, естественно начинать с простейших объектов, например с заство-ров метана и дейтерометанов в жидких благородных газах. Предыдущими исследованиями [1—4] было установлено, что весьма важную роль в формировании контура ИК-полос играет вращательное движение молекул, причем его роль тем больше, чем больше вращательная постоянная. Для метана, имеющего два активных в поглощении колебания одинаковой симметрии (Яг), полосы в спектре раствора в аргоне при 90°К обладают существенно разной формой. Валентная полоса -з имеет отчетливо выраженные колебательно-вращательные компоненты, в то время как контур полосы ч прост. Наиболее ярким отличием соответствующих колебаний свободной молекулы СН4 является величина кориолисова взаимодействия ( з=0,05, 4 = 0,45), благодаря чему полоса ч имеет в спектре газовой фазы более тесную вращательную структуру. Можно предположить, что корио-лисово взаимодействие сохраняется и в конденсированной фазе, когда вращение в основном перестает иметь регулярный характер. [c.75]

Симметричные многоатомные молекулы, такие как СП (тетраэдр), B lg (плоская) или СОа (линейная), остаются неполярными при вращательном движении и не дают чисто вращательных спектров. Однако определенные колебания симметричных многоатом- [c.183]