Деформационные колебания молекул воды

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]

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]

Деформационные колебания молекул воды [c.81]

Это соотношение применимо и для деформационных колебаний молекул воды. Также хорошо оно выполняется и в случае тех внутри- и межмолекулярных колебаний ОН -группировок, при которых смещаются в основном только атомы водорода. К таким колебаниям относятся валентные колебания ОН-групп, валентные, деформационные и либрационные колебания молекул воды, а также валентные и деформационные колебания иона гидроксония. Во всех этих случаях частота колебания уменьшается более чем на треть, что всегда легко регистрируется экспериментально и, следовательно, позволяет однозначно отнести соответствующие им полосы к колебаниям ОН -группировок. [c.156]

По исчезновению в спектре полосы поглощения деформационных колебаний молекул воды в результате откачки образца силикагеля при комнатной температуре был сделан вывод о полном удалении адсорбированных молекул воды уже при этой температуре [65]. Полоса поглощения 1640 см остающаяся в спектре после откачки образца при этой температуре, рассматривалась как полоса поглощения кремнекислородного остова поглощающего в этой же области спектра (см. табл. 5). [c.120]

Базила [22] видит подтверждение роли адсорбированных молекул воды в проявлении протонодонорных свойств поверхности алюмосиликагеля в результатах работы Канта и Литтла [36]. Эти авторы нашли, что силовая постоянная деформационного колебания молекул воды уменьшается при адсорбции молекул воды на предварительно адсорбировавшем аммиак алюмосиликагеле. Спектр молекул воды, адсорбированных алюмосиликагелем, также изменяется при последующей адсорбции молекул пиридина [33]. Так, полоса поглощения валентных колебаний гидроксильных групп молекул воды, координационно связанных с поверхностью, смещается при адсорбции молекул пиридина от 3580 до 3510 [c.332]

Адсорбция молекул НС1 полностью дегидратированным цеолитом MgY приводит к появлению в его спектре полос поглощения 3643 и 3533 см.- [72]. В случае адсорбции D 1 наблюдаются полосы поглощения 2684 и 2605 см . В спектре при этом не наблюдаются полосы поглощения деформационных колебаний молекул воды. На этом основании сделан вывод, что при адсорбции этих молекул образуются структурные гидроксильные группы. [c.346]

На рис. 136 показано изменение спектра цеолита в процессе его дегидратации при высокой температуре [76]. После откачки при 290° С в спектре уже не наблюдается полоса поглощения деформационных колебаний молекул воды 1660 см . Все полосы поглощения гидроксильных групп исчезают из спектра после откачки образца цеолита при 550° С. Аналогичные результаты были получены в этих работах и для цеолитов с другими щелочными обменными катионами. На этом основании в работах [73— 76] делается вывод о том, что на поверхности каналов пол- [c.346]

На рис. 139 представлено изменение оптической плотности полос поглощения деформационных колебаний молекул воды (1640 см-, кривая 1) и иона КН4+ (1452 см , кривая 2), а также валентных колебаний образующихся структурных гидроксильных групп с полосой поглощения 3660 см (кривая 3) в зависимости от температуры вакуумной обработки аммиачного цеолита типа X. Изменение оптической плотности этих полос отражает изменение концентрации в цеолите молекул воды, иона аммония и структурных гидроксильных групп. Из рисунка следует, что с повышением температуры вакуумной обработки вначале происходит рост концентрации структурных гидроксильных групп (кривая 5), в то время как количество адсорбированных молекул воды уже в результате вакуумной обработки при 100° С становится незначительным (кривая /). Вода практически отсутствует после вакуумной обработки при 300° С, когда количество гидроксильных групп (обусловливающих полосу 3660 см ) становится максимальным. Разрушение ионов ЫН4+ сопровождается ростом числа гидроксильных групп, которое достигает максимума при практически полном разрушении ионов ЫН4+, происходящем в результате вакуумной обработки при 300° С. [c.351]

Анализ табличных данных показывает, что при образовании как симметричных, так и несимметричных Н-связей полосы поглощения деформационных колебаний молекул воды смещаются в сторону высоких частот. Следует отметить, что они более чувствительны относительно образования комплексов (1 )и (2) по сравнению с валентными колебаниями молекул воды и позволяют получить более строгие критерии, необходимые для идентификации Н-комплексов различного состава и строения. [c.90]

Рис. Полосы поглощения валентных и деформационных колебаний молекул воды в

Изучены ИК-спектры разбавленных растворов воды в триэтиламине и пиридине лрн различных температурах в области валентных и деформационных колебаний молекул воды. Показано, что в этих растворах молекулы воды образуют с молекулами данных растворителей Н-комплексы состава как 1 1, так и 1 2. В растворе пиридина реализуются также и смешанные Н-комплексы состава 1 2 с участием в качестве акцептора протона я-электронов ароматического кольца, [c.127]

Область спектроскопического исследования кристаллогидратов и аквакомплексов включает, как правило, частоты валентных и деформационного колебаний молекулы воды и, в меньшей степени, составные частоты и обертоны. В последнее время внимание исследователей привлекает также область так называемых малых частот (1000 см и ниже), где проявляются колебания молекулы воды как целого относительно связи металл — кислород и водородных связей (внешние деформационные колебания координированной молекулы воды), а также валентные колебания М—О. Ниже все эти виды колебаний для краткости называются внешними. [c.182]

Для того чтобы отличить адсорбированную воду от поверхностных гидроксильных групп, используется полоса поглощения при 1640—1600 см - деформационных колебаний молекул воды [c.312]

По данным Юхневича [7], частота валентных колебаний молекул воды меняется в зависимости от того, в каком состоянии находятся они в кристаллах, но в любом случае она не выходит за пределы интервала частот 3620—2700 см . Каждой форме существования ОН-группы соответствует своя область деформационных колебаний молекулам воды — интервал частот 1670—1590 см , а ионам гидроксила — 1500—600 см [c.138]

Что же касается области деформационных колебаний молекул воды, то здесь была найдена лишь одиночная полоса 1039 см в спектре разбавленного раствора. воды в диоксане [15]. [c.37]

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]

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]

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]

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]

Более четко те же зависимости можно проследить на молекуле воды, где случайный резонанс валентного и деформационного колебаний не имеет места, а Уон-полоса легко выявляется в спектре. Рассмотрим комплекс, образованный молекулой воды и двумя электронодонорными молекулами (рис. 10). Даже при чисто деформационных колебаниях молекулы воды в нем будут участвовать кроме угла а еще четыре координаты Рц Р21 Ух Y2 характеризующие углы при водородной связи. Если взять спмметричный комплекс и, пренебрегая взаимодействием координат связей и углов, ограничиться только координатами а, Х1 и Т21 то квадрат [c.48]

В случае водородной связи оказывается возможным наблюдать одновременное сосуществование в растворе разных форм межмолекулярной связи. Рассмотрим их вкратце только для наиболее изученных растворов спиртов и воды в различных растворителях. Чистой жидкости на валентном колебании группы ОН соответствует очень широкая и, по-видимому, сложная по своему строению полоса около 3350 см , относящаяся к ассоциированным молекулам. При растворении до малой концентрации в ССЦ эта широкая полоса, как было показано выше, заменяется узкой и слабой полосой при 3640 см молекул, не связанных водородным мостом. При растворении в кислородсодержащих веществах вместо полосы 3350 м появляется более слабая полоса около 3520 Одно время она приписывалась смешанным ассоциированным комплексам по схеме О — Н. .. О. В 1953 г., в результате исследования растворов воды в различных растворителях [5], мною было высказано предположение, что эта полоса, так же как и полоса 3350 см.- -, относится к связанным молекулам воды, находящейся в квази-эмульсионном (мелкодисперсном) состоянии. То же должно относиться и к -спиртам. Более прямое доказательство этого утверждения было получено в нашей лаборатории Буланиным, исследовавшим поведение полосы воды 2100 слг" в различных растворителях. Эта полоса получается в результате комбинирования деформационного колебания молекул воды с либрационным межмолекулярным. Она сохраняется в тех же растворителях, что и полоса 3520 см и одновременно с ней исчезает в других. Еще более сложный вид имеет спектр растворов спирта или воды, как было показано Пиментелем [6] в азоте, охлажденном до очень низкой температуры. [c.256]

Полосы в ИК-спектре водного раствора КОН (см. рис. 9) можно отнести следующим обазом 1030 см — антисимметричное валентное колебание фрагмента О - - Н- - О иона Н3О2, ИЗО см — деформационное колебание этого фрагмента, 1550 см — деформационное колебание группы О—Н иона НдОг, 1620 — деформационное колебание молекулы свободной воды, 1900 см — деформационное колебание молекул воды, прочно связанных с ионом Н3О2 (см. структурную формулу в разделе 2), 2120 — составное колебание, включающее деформацию и либрацию молекул свободной воды, 2900 см — валентные колебания О—Н молекул воды, прочно связанных с ионом НдОа 3400 см —валентные колебания молекул свободной воды, 3560 см — валентные колебания О—Н иона - Н3О2 (соответствующая линия 3600 см в спектре КР представлена на рис. 5). Данное отнесение частот согласуется с колебательными спектрами жидкой воды [54] и с зависимостями оптических плотностей наблюдаемых полос от состава системы щелочь—вода [25, 50]. [c.184]

Наиболее простым способом изменения свойств поверхности кремнеземов является ее дегидроксилирование. Эта реакция исследована с применением инфракрасной спектроскопии во многих работах (табл. 8). Очень трудно разделить процессы дегидратации (удаления молекулярно адсорбированной воды) и дегидроксилирования поверхности кремнеземов. Прямым спектральным критерием дегидратации должно было бы являться исчезновение в спектре полосы поглощения деформационных колебаний молекул воды с частотой 1645 см-К Однако следует иметь в виду большое различие в величинах коэффициента поглощения валентных и деформационных колебаний молекул воды [68, 89]. Вследствие этого с помощью использованных спектрометров можно было определить предельную концентрацию молекул воды на поверхности не ниже 0,1 мкмоль1м [68, 89]. При наличии на поверхности меньшего количества адсорбиро- [c.119]

Методом инфракрасной спектроскопии исследована адсорбция молекул воды цеолитами NaA и Na aA [14]. На рис. 158 и 159 приведены спектры молекул воды, адсорбированных этими цеолитами при различных температурах откачки. Было найдено, что две трети объема полостей цеолита занимают молекулы воды, обладающие высокой подвижностью. Эти молекулы откачиваются при 25° С. В цеолите NaA (см. рис. 158) этим молекулам соответствуют полосы поглощения 3402 и 1648 см валентных и деформационных колебаний молекул воды. Остальные молекулы воды удерживаются более прочно. Этим молекулам воды приписываются полосы поглощения 3429—3465, 3292, 1665 и 1605 см- (см. рис. 158). В спектре цеолита с обменными катионами Са + при откачке вплоть до 350 С наблюдаются полосы поглощения [c.385]

Как и в случае валентных колебаний (см. рис. 162), в области деформационных колебаний молекул воды наблюдается сравнительно равномерное увеличение оптической плотности полосы поглошения, адсорбированной цеолитом NaX воды (рис. 164, а). При адсорбции лее воды цеолитом KNaX (см. рис. 164,6) в области низких заполнений отчетливо проявляются две налагающиеся друг на друга полосы поглощения 1665 и 1650 см К С ростом заполнения, как и в случае полос поглощения валентных колебаний (см. рис. 162,6), происходит перераспределение интенсивности полос. [c.389]

Рассмотренное изменение интенсивности полос поглощения валентных и деформационных колебаний молекул воды (см. рис. 162,6 и 164,6) с заполнением каналов цеолита KNaX находится в соответствии с волнообразным ходом изменения кривой дифференциальной теплоты адсорбции (см. рис. 160). Заполнениям, при которых происходит рост интенсивности полос поглощения молекул, образующих прочную связь с катионом, с кислородным остовом цеолита и друг с другом, соответствуют большие величины теплот адсорбции. Заполнениям, при которых происходит рост интенсивности полос поглощения молекул, образующих ассоциаты с меньшей энергией водородной связи, соответствуют минимумы на кривой изменения теплоты адсорбции. Второй из этих минимумов соответствует началу преимущественной адсорбции молекул воды в остающейся незаполненной средней части полости. [c.392]

Повышение температуры растворов бинарных систем приводит к таким же эффектам, как и разбавление четыреххлористым углеродом. Описанные выше изменения в спектрах бинарных систем при разбавлении четыреххлористым углеродом и при варьировании температуры позволяет отнести полосы поглощения 3450, 3365, 1672 см и 3483, 3403, 1663 см к антисимметричным, симмегричным и деформационным колебаниям молекул воды, взаимодействующих с молекулами триэтиламина и пиридина, соответственно, в Н-комплексах состава 1 2 RN---H—О—H---NR (1), где R—радикал донора электрона. [c.63]

Полосы поглощения 3683 и 3682 см , наблюдаемые в спектрах. смесей (вода-Ьпиридин) и (вода-Ьтриэтиламин), относятся к колебаниям свободных ОН-групп молекул воды в Н-комплексе состава 1 1 RN---H—О—Н (2), а полосы 1641 и 1643 см" — деформационным колебаниям молекул воды этого комплекса. Полосы поглощения связанных ОН-групп молекул воды удается наблюдать лишь в спектрах тройных систем. В спектрах же бинарных систем они перекрываются с полосами симметричных колебаний молекул воды в комплексах 1 2 (1). [c.63]

Авторы работы [3] в спектре тройных систем (вода-ЬпиридинЧ-- - l,i) наблюдали полосу поглощения около 3210 см Ее следует отнести к первому обертону деформационных колебаний молекул воды в Н-комплексе состава 1 1, интенсивность которого возрастает в результате резонанса Ферми. [c.63]

Интерпретация Эйринга и Вейдсворта полосы при 1610 см как полосы поглощения деформационных колебаний поверхностных гидроксильных групп неправильна. Эта полоса поглощения отвечает деформационным колебаниям молекул воды (см. стр. 291). Деформационные колебания поверхностных гидроксильных групп должны давать полосы поглощения в области 1200—1000 см . Проявление молеку.л воды в спектре может быть легко объяснимо, поскольку использованные в данной работе условия вакуумирования не обеспечивали удаления всей адсорбированной образцом воды. Валентные колебания гидроксильных групп адсорбированных молекул воды проявляются около 3450 см и должны быть приняты во внимание при оценке интенсивности полосы [c.393]

На рис. 158 представлена зависимость оптической плотности полос поглощепия деформационных колебаний молекул воды (1645 м- ) (кривая 1), иона NH (1452 см ) (кривая 2) и валентного колебания гидроксильных групп, обусловливающих полосу поглощения при 3660 см (кривая 3), от температуры вакуумирования (Жданов, Лыгин, Титова, 1965). Изменение оптической плотности этих полос приблизительно отражает изменение концентрации молекул воды, иопов аммопия и гидроксильных групп в цеолите. Из данных рис. 158 видно, что с увеличением температуры вакуумной обработки количество гидроксильных групп сначала увеличивается (кривая 3), тогда как количество адсорбированных молекул воды становится незначительным уже после вакуумирования при 100° (кривая 1). Молекулы воды практически отсутствуют после вакуумной обработки образца при 300°. При этой температуре количество гидроксильных групп, обус-лов.чивающих полосу поглощения при 3660 см , максимально. [c.442]

Две полосы поглощения, принадлежащие валентным колебаниям молекул D2O, адсорбированных цеолитом NaA, наблюдали также Цицишвили и Багратишвили (1962). Несколько полос поглощения, обусловленных валентными п деформационными колебаниями молекул воды, присутствовали в спектрах природных и синтетических цеолитов, вакуумированных при различных температурах (Юхневич и Сендеров, 1963). [c.445]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология