Строение молекул. Молекулярные спектры

В третье издание включены новые главы Строение молекул. Молекулярные спектры , Электрокапиллярные явления и Полярографический анализ . [c.10]

СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛ. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ СПЕКТРЫ ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ [c.69]

Глава 4. Строение молекул. Молекулярные спектры. ... [c.3]

СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛ. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ СПЕКТРЫ [c.54]

Использование масс-спектрометров с двойной фокусировкой во много раз увеличило надежность идентификации неизвестных соединений благодаря уменьшению перекрывания спектров компонентов смеси. Кроме того, получение масс-спектров индивидуальных соединений высокого разрешения позволило более детально проследить различные этапы распада молекулярного иона и обнаружить значительное количество ионов, имеющих совершенно непредвиденное строение. Накопление подобных данных приводит к более полной корреляции между строением молекул и их масс-спектрами, а значит и к более тонкой оценке характеристических ионов, используемых при идентификации. Так, например, с помощью масс-спектрометра высокого разрешения исследовались алифатические эфиры муравьиной, уксусной, пропионовой и масляной кислот [218] был идентифицирован состав всех ионов. Основное преимущество высокого разрешения при исследовании [c.125]

Использование свойств симметрии позволяет существенно упростить анализ электронного строения молекул, включая и анализ молекулярных спектров. Не менее важны и вычислительные аспекты. Положим, чго базисные функции преобразуются по неприводимым представлениям пространственной группы симметрии молекулы, т.е. представляют так называемый симметризованный базис. При вычислении секулярного определителя в симметризованном базисе удается существенно понизить ранг определителя. Построение симметризован-ного базиса может быть выполнено различными способами, в том числе и с использованием операторов проектирования [c.200]

Молекулярным спектром называют совокупность полос или линий в оптической (УФ, видимой, ИК) и микроволновой (МВ) областях электромагнитных волн, возникающих в результате изменения энергии молекул при поглощении, рассеянии или испускании электромагнитного излучения. Соответственно различают молекулярные спектры поглощения (абсорбционные), комбинационного рассеяния (КР) и испускания (эмиссионные). Молекулярные спектры, наблюдаемые в оптической области, называют оптическими, в МВ — микроволновыми. Вид и структура спектров определяются строением, энергетическими и электрическими свойствами молекул. Частоты молекулярных спектров соответствуют квантовым переходам между различными энергетическими уровнями энергии и подчиняются соотношению (13.3). [c.241]

Молекулярная спектроскопия изучает спектральный состав излучения, получающегося в результате поглощения, испускания или рассеяния электромагнитного излучения веществом. Во всех случаях молекулярный спектр является результатом квантовых переходов между различными энергетическими состояниями молекул и содер.жит информацию об их строении. [c.157]

Поскольку обычно занятия по практическому использованию физических методов структурного анализа следуют после лекционных курсов по молекулярной спектроскопии, физическим методам исследования и после вводного практикума по спектроскопии, происхождение и основы теории молекулярных спектров, зависимости физических свойств от строения молекул и техника молекулярной спектроскопии студентам уже известны и здесь не излагаются. [c.3]

Чтобы применить полученные результаты для обсуждения электронного строения двухатомных молекул, нужно знать относительные энергии всех молекулярных орбиталей. Порядок устойчивости отдельных орбиталей можно установить экспериментально по молекулярным спектрам в УФ-области. Теоретически удается воспроизвести такую картину, если учесть взаимодействия различных атомных орбиталей, имеющих одинаковую симметрию. Так, например, если разность энергий между 25- и 2р-состояниями невелика, то при построении молекулярной (т-орбитали их необходимо учитывать совместно. В результате возникнут МО, не имеющие чистого 5- или р-характера, с некоторыми гибридными функциями, аналогичными тем, которые были введены в методе ВС. Не вдаваясь в дальнейшие подробности, перейдем непосредственно к окончательному виду энергетической диаграммы. На рис. П1.22 слева и справа находятся атомные уровни, которые при взаимодействии дают систему молекулярных уровней, изображен- [c.188]

Среди всех спектроскопических методов особое место занимает масс-спектрометрия. В этом случае энергия, сообщаемая веществу ( д > 10 эВ), ионизирует молекулу с отщеплением электронов и разрывом связей. При этом образуются заряженные и незаряженные частицы различной массы. Регистрируют частоту появления положительно заряженных молекулярных ионов или радикалов в зависимости от их массы. Ввиду такого формального сходства со спектром в данном случае говорят о масс-спектре. В то время как все другие спектроскопические методы позволяют непосредственно наблюдать явления, происходящие при взаимодействии вещества и излучения, масс-спектрометрия позволяет делать заключение о строении молекул косвенным путем. Располагая сведениями о найденных частицах и основываясь на возможных реакциях распада, устанавливают строение исходной молекулы. Подобные процессы превращения вещества, протекающие в масс-спектрометре, составляют отличительную особенность метода масс-спект-рометрии среди всех других методов молекулярной спектроскопии, основанных на физических процессах. [c.179]

Для получения молекулярного спектра поглощения вещество не нужно вводить в источник света, где оно может быть разрушено под действием высокой температуры. Полосы в спектре соответствуют переходу молекул вещества с нижних уровней, на которых они находятся в обычных условиях, в возбужденное состояние. Поэтому в отличие от эмиссионных спектров спектры поглощения определяются молекулярным строением вещества и абсорбционный анализ является, главным образом, молекулярным анализом. [c.282]

Молекулярные спектры значительно сложнее и многообразнее, чем атомные, так как строение молекулы более сложное, чем строение атома. Кроме того, число известных химических соединений исчисляется сотнями тысяч, тогда как разных элементов всего около ста. Как и в атомах, уровни энергии любой молекулы полностью определяются ее строением. Поэтому изучение молекулярных спектров необходимо начать со строения молекул. Конечно, невозможно разобрать строение всех молекул. Но в этом и нет необходимости, так как в их строении и в структуре спектров есть много общего. Кроме того, строение молекул различных соединений изучается в курсах неорганической, физической и органической химии, и эти знания необходимы при изучении молекулярных спектров и при работе с с ними. [c.282]

Строение молекул значительно сложнее, чем строение атомов, поэтому естественно ожидать, что молекулярные спектры сложнее, чем атомные. Чтобы понять происхождение и структуру молекулярных спектров, нужно выяснить, какие внутренние движения могут возникать в молекуле при поглощении ею избыточной энергии. При возбуждении атомов дополнительная энергия идет на изменение движения электронов. Точно так же молекулы имеют набор электронных уровней энергии. Эти уровни связаны с переходом внешних электронов на более далекие от ядер орбиты при возбуждении электронов. По своей природе они не отличаются от энергетических уровней атомов. [c.286]

В книге кратко изложены основные результаты теории электронных, колебательных и вращательных состояний молекул (включая свободные радикалы), рассмотрены возможные переходы этих частиц из одних состояний в другие и спектры, возникающие при таких переходах, сведения о молекулярных постоянных, получаемые при интерпретации спектров. Помимо краткого изложения общих вопросов теории состояний и спектров молекул, книга содержит конкретные данные по спектрам, строению и молекулярным постоянным простейших двухатомных и многоатомных молекул, относимых автором к числу свободных, радикалов . В книге наиболее полно и основательно излагаются вопросы, относящиеся к этой области. Многие экспериментальные результаты получены самим Герцбергом и его сотрудниками. [c.6]

Книга Герцберга, с одной стороны, будет полезным пособием по молекулярной спектроскопии простейших молекул, с другой — является тщательно составленной сводкой данных по спектрам, строению и молекулярным постоянным ряда простейших молекул. [c.6]

В этой главе автор ставит скромные цели — извлечь хотя бы немного сведений о строении молекул, не претендуя на всю ту информацию, которая заключена в спектрах. Требуется большое уменье, чтобы полностью интерпретировать молекулярный спектр любого тина, но часто не нужно полностью интерпретировать все спектры соедипения, чтобы идентифицировать его. [c.500]

Возникновение спектра ЯМР любого соединения самым непосредственным образом связано с разностью энергий АЕ) между двумя соседними энергетическими уровнями. В сущности эксперимент ЯМР состоит в том, чтобы сообщить энергию ядру и перевести его с одного энергетического уровня на другой, более высокий энергетический уровень. Поскольку точное значение АЕ зависит от молекулярного окружения возбуждаемого ядра, мы получаем возможность связать величину АЕ со строением молекулы и в конечном итоге определить структуру данной молекулы. [c.539]

Один из наиболее важных источников сведений о строении молекул и молекулярных уровнях энергии представляет собой спектроскопия. Например, спектры дают количественную информацию о длинах связей и валентных углах, частотах колебаний, энергиях диссоциации, дипольных моментах и форме кривых потенциальной энергии. Методы ядерного магнитного резонанса и электронного парамагнитного резонанса стали настолько необходимыми в химической практике, что они рассмотрены в отдельной главе. [c.361]

В настоящее время электронную структуру простых молекул можно рассчитать с высокой степенью точности, а также вычислить уровни энергии, валентные углы, длины связей, дипольные моменты и другие параметры. Для молекул с большим числом электронов были введены определенные приближения. Однако даже приближенные расчеты очень полезны для выяснения строения молекул, химических свойств и молекулярных спектров. [c.426]

Большое количество информации, получаемой экспериментальным путем с помощью новых методов исследования строения вещества (молекулярные спектры, ядерный магнитный резонанс, электронный парамагнитный резонанс, дифракция электронов и т. д.), позволяет уточнять существующие теории и расчеты. Даже в простых молекулах, построенных за счет ковалентной неполярной связи, иногда получается несовпадение теории с экспериментом. Примером может служить молекула Ог (с. 79), для объяснения парамагнетизма которой приходится допустить или наличие трехэлектронной связи за счет взаимодействия электронов неподеленных электронных пар, или миграцию электронов с одной р-орбитали на другую, так чтобы в каждый данный лйэмент в молекуле кислорода имелись непарные электрсны, создающие магнитный момент. [c.88]

Изучение УФ-спектров поглощения жидких и твердых тел ограничено гораздо более узким интервалом длин волн из-за сильного поглощения излучения, обычная область работы —2000—4000 А. В качестве источников непрерывного или квазипеарерывпого излучения используют обычно разрядные трубки, заполненные такими газами, как На, Вз, криптон и др., а также дугу и искру. В этой же области спектра обычно изучаются и спектры ультрафиолетовой лю-мииесцмщии жидких и твердых тел. Изучение интенсивных полос поглощения и люминесценций кристал- топ, молекул и комплексов методами У. с. нредстав-.ляет большой интерес для изучения природы химич. связей в этих объектах и их строение (см. Молекулярные спектры и Электронные спектры). [c.171]

Эмпирические закономерности, связывающие определенные молекулярные структур(.1 с масс-спектрами, служат основой для расшифровки строения молекул, идентификации органических веществ, качественного и количественного анализа их смесей. При использовании масс-спектрометров с больпю разрешающей способностью (10 000—20 000) анализ смесей углеводородов облегчается, так как имеет место разрешение дублетов (например СО и точные значения масс для расчета дублетов даны на стр. 522—525. [c.521]

Изучение молекулярных спектров дает наиболее точные данные о строении простых молекул, о их конфигурации, симметрии, межатомных расстояниях и ва.пентных углах, силах, связывающих атомы, и, наконец, о термодивамь-ческих функциях. [c.482]

Наиболее простые системы с химической связью — двухатомные молекулы газов (N2, Н2, О2), состав которых установил еще Авогадро. Ион Н2+, содержащий два протона и электрон, — вот самая простая система из трех частиц с одной химической связью. Для того чтобы понять, что же такое химическая связь в самом простом ее проявлении, выясним причины устойчивости этих простых молекул. Однако прежде всего познакомимся с экспериментальными данными об энергетических уровнях молекул. Они значительно более разнообразны, чем в атомах, так как в молекулах наряду с электронными энергетическими переходами происходят также изменения колебательной и вращательной энергии. Поскольку все эти изменения энергии накла-дыЕ аются друг на друга, молекулярные спектры по большей части имеют очень сложное строение. Можно различать три ти-Таблица А.6. Характеристика спектров электромагнитного излучения [c.60]

КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА - физическая теория, изучающая общие закономерности движения и взаимодействия микрочастиц (элементарных частиц, атомных ядер, атомов и молекул) теоретическая основа современной физики и химии. К. м. возникла в связи с необходимостью преодолеть противоречивость и недостаточность теории Бора относительно строения атома. Важнейшую роль в разработке К. м. сыграли исследования М. Планка, А. Эйнштейна, Н. Бора, М. Борна и др. К. м. была создана в 1924—26 гг., благодаря трудам Л. де Бройля, Э. Шредингера, В. Гейзенберга и П. Дирака. К. м. является основой теории многих атомных к молекулярных процессоБ. Она имеет огромное значение для раскрытия строения материи и объяснения ее свойств. На основе К. м были объяснены строение и свойства ато MOB, атомные спектры, рассеяние света создана теория строения молекул и рас крыта природа химической связи, раз работаиа теория молекулярных спектров, теория твердого тела, объясняющая его электрические, магнитные и оптические свойства с помощью К. м. удалось понять природу металлического состояния, полупроводников, ферромагнетизма и множества других явлений, связанных с природой движения и взаимодействием микрочастиц материи, не объясняемых классической механикой, [c.124]

Изучение спектров кбмбинационного рассеяния значительно проще, чем инфра-крясных, поэтому большинство исходных значений м для расчета силовых констант получено именно из этих спектров. Вместе с тем даваемые ими волновые числа (которые обычно называют частотами) имеют большое самостоятельное значение, так как позволяют устанавливать наличие тех или иных связей даже в сложных молекулах. Например, характеристические волновые числа ( рамановскир. частоты ) связей С—вообще лежат в пределах 2800—3350 см , но для метановых углеводородоЁ типичны значения около 2900 см-, для этиленовых — около 3050 см а для ацетиленовых— около 3300 см-, причем четко выявляются и более тонкие различия в зависимости от состава и строения молекул. Поэтому, произведя на сравнительно простых соединениях отнесение частот к определенным связям, можно затем по спектру комбинационного рассеяния выяснять многие вопросы молекулярного строения (а также анализировать смеси молекул разного типа). [c.101]

В УФ области находятся также электронно-колебат. полосы моле л (колебат. структура проявляется только при низких т-рах в обычных условиях она приводит к диффузным, т.е. размытым, спектрам), что широко используют в хим. анализе и исследованиях. Появление этих полос связано с переходами электронов между связывающими о- и л-, несвязывающими п- и разрыхляющими п - и а -ор6италями (см. Молекулярные спектры). Это позволяет использовать УФС для имения электронного строения молекул, влияния заместотелей на хим. св-ва ароматич. соединений, для уста- [c.36]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология