Поглощение света и строение

К отличительным особенностям дисперсных систем, в которых размер частиц дисперсной фазы значительно меньше длины волны видимого света или соизмерим с ней по порядку величины, относятся их характерные оптические свойства. Изучение особенностей прохождения света через различные системы позволяет определять в них наличие, концентрацию и анализировать строение частиц дисперсной фазы. Теория оптических свойств дисперсных систем представляет собой сложную и основательно разработанную область современной физики. Однако она не позволяет полностью описать все детали оптических свойств, особенно грубодисперсных и высококонцентрированных систем. В рамках данного курса будут рассмотрены физические основы наиболее характерного из оптических свойств — рассеяния света частицами с размером, значительно меньшим длины волны (рэлеев-ское рассеяние), и качественно описаны более сложные случаи рассеяния и поглощения света частицами большого размера, а также роль флуктуаций прн взаимодействии света с дисперсными системами. [c.159]

ЭЛЕКТРОХИМИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ, изучает строение границы раздела полупроводник электролит и ( жз.-хнм. процессы на этой границе. Особенности этих процессов обусловлены наличием двух видов подвижных носителей заряда — электронов зоны проводимости и положительно заряж. дырок валентной зоны. Электроны и дырки участвуют в электродных процессах независимо друг от друга. Объемная конц. носителей заряда в полупроводниках мала по сравнению с металлами (менее 10 см ), поэтому полупроводниковая обкладка двойного электрич. слоя диффузна, значит, часть межфазного скачка потенциала локализована в полупроводнике. Токи обмена в электродных процессах малы, электродные р-ции обычно необратимы в р-циях возможно участие связанных состояний электронов н дырок (экситонов). Для электрохим. кинетики существенны диффуз. ограничения, связанные с доставкой электронов или дырок к границе раздела электрод электро-лит. Для полупроводниковых электродов характерна высокая фоточувствительность, причем поглощенный свет ускоряет преим. анодную р-цию на электронном полупроводнике и катодную — на дырочном. Генерация неравновесных электронов и дырок, возможная при электрохим. р-циях, может привести к хемилюминесценции. [c.706]

По теории строения атома поглощение света веществом вызывает переход электронов на более высокие энергетические уровни. При возвращении электронов на исходные энергетические уровни энергия выделяется. Если предположить, что энергия поглощенного света равна энергии испускаемого света, то вещество должно быть бесцветным. Почему же вещества бывают цветными [c.29]

Переходя к более коротким волнам, попадаем в оптические области спектра инфракрасную, видимую и ультрафиолетовую. Разложение излучения в спектр осуществляется с помощью оптических спектральных аппаратов. Излучение и поглощение света в оптических областях спектра тесно связано со строением отдельных атомов и молекул и широко используется в спектральном анализе. [c.26]

Одним из наиболее эффективных методов исследования можно считать оптическую спектроскопию. При прохождении света (УФ, видимого или ИК, т. е. электромагнитных волн с определенной энергией) через раствор органического вещества происходит его частичное или полное поглощение (это зависит от энергии светового пучка и от строения органического вещества). Другими словами, оптическая спектроскопия исследует зависимость интенсивности поглощения света от длины волны (энергии). Поглощенная молекулой энергия может вызвать или переход электрона с одного энергетического уровня на другой, энергия которого выше (УФ-спектро-скопия), или привести к колебанию и вращению атомов (ИК-спек-троскопия). Поскольку спектры поглощения в УФ и видимой областях связаны с электронными переходами, то эти спектры называются также электронными спектрами. В общем спектре электромагнитных волн они находятся в интервале от 200 до 1000 нм. [c.33]

Окраска вещества связана с его способностью поглощать из видимой части спектра (в интервале длин волн от 800 до 400 нм) только лучи с определенными длинами волн, т. е. с определенной энергией. При этом непоглощенные лучи спектра, являясь дополнительными к поглощенным, воспринимаются как видимые и вещество (тело) становится окрашенным. Поглощение света молекулой красителя определяется состоянием ее электронов. Так как энергия поглощенных лучей расходуется на возбуждение валентных электронов, состояние которых может быть различным (а- или л-электроны), то, изменяя химическое строение молекулы, можно в широком интервале изменять интенсивность и характер поглощения света. Соединения, содержащие кратные связи, поглощают в видимой области или на ее границе, так как входящие в молекулу я-электроны требуют для своего возбуждения меньшей энергии. Поэтому органические красители — это вещества, в состав молекул которых входят ненасыщенные группировки, поглощающие,свет и, следовательно, вызывающие появление окраски хромофоры), и группы, которые увеличивают интенсивность этого поглощения ауксохромы). [c.235]

Композиционная неоднородность полимера приводит к тому, что макромолекулы, различающиеся по вследствие различий в химич. составе, будут собираться в разные полосы. Кривая с(х) в этом случае является суперпозицией ряда гауссовых кривых со смещенными максимумами и поэтому несимметрична относительно своего максимума х - Кроме того, от химич. строения иолимера зависит его показатель преломления или коэфф. поглощения света. Если эти различия связаны между собой, то исследование такого полимера при разных длинах волн мо кет дать ценную информацию о композиционной неоднородности полимера. Центрифугирование в предварительно установленном градиенте плотности дает дополнительную возможность разделить эффекты, обусловленные распределением по составу и мол. массам, т. к. перераспределение полимера в полосе при изменении ш превышает скорость установления нового градиента. [c.201]

Появление абсорбционной полосы в спектре связано или с определенным строением молекулы как единого целого или с наличием в ней определенных групп атомов, поглощение света которыми мало зависит [c.323]

Такого плана я пытался придерживаться при подготовке второго издания Общей химии . Мною введены две новые главы, посвященные атомной физике (гл. П1 и Vni). В этих главах довольно подробно рассмотрены вопросы, связанные с открытием рентгеновских лучей, радиоактивности, электронов и атомных ядер, описана природа и свойства электронов и ядер, изложена квантовая теория, фотоэлектрический эффект и фотоны, теория атома по Бору, отмечены некоторые изменения наших представлений об атоме, внесенные квантовой механикой, рассмотрены другие вопросы учения о строении атома. Все это позволит студенту первого курса вычислить энергию фотона света данной длины волны и предсказать, приведет ли поглощение света данной длины волны к расщеплению молекулы на атомы. Некоторые разделы элементарной физической химии в книге изложены подробнее, чем это было сделано в первом издании. Введена отдельная глава, посвященная биохимии. Значительной переработке подверглось изложение химии металлов. Рассмотрение вопросов, относящихся к химии металлов, начинается теперь с главы, в которой показаны характерные особенности металлов и сплавов и описаны методы добычи и очистки металлов. Затем следуют три главы, посвященные химии переходных металлов в первой главе рассмотрены скандий, титан, ванадий, хром, марганец и родственные им металлы во второй — железо, кобальт, никель, платиновые металлы в третьей — медь, цинк, галлий, германий и ближайшие к ним по свойствам металлы. В той или иной мере пересмотрено и большинство других глав. [c.10]

По теории строения атома, поглощение света веществом вызывает переход электронов на более высокие энергетические уровни. При возвращении электронов на исходные энергетические уровни [c.35]

По теории строения атомов (111, 4) поглощение света вызывает перескок некоторой части электронов освещаемого вещества на менее энергетически выгодные орбиты (точнее — уровни). Важно, что последующее возвращение электронов на исходные уровни обычно сопровождается выделением уже не лучистой, а тепловой энергии. Поэтому и получается эффект вычитания поглощенных лучей из общего падающего светового потока. [c.433]

Размеры частиц коллоидных систем соизмеримы с длиной световых воли, поэтому, кроме общих для всех растворов явлений преломления и поглощения света в различных областях спектра, коллоидные растворы обладают также рядом своеобразных оптических свойств. Благодаря тесной связи оптических свойств с внутренним строением и формой коллоидных частиц, а также вследствие удобства и точности оптических методов измерений, они в настоящее время относятся к числу основных методов исследования коллоидных систем. [c.53]

Относительно зависимости между строением и поглощением света органическими красителями см. работу [1]. [c.416]

Для аренов характерна совокупность ряда физических свойств и структурных особенностей 1) характер связей С-С промежуточный между простыми и двойными 2) равноценность всех С-С связей в незамещенных моноциклических системах 3) плоское или почти плоское строение цикла 4) поглощение света при сравнительно больших длинах волн 5) легкая поляризуемость 6) анизотропия диамагнитной восприимчивости. [c.66]

Значение Т в минералах большей частью определяется поглощением света, которое обусловлено конституцией и ее дефектами. Диффузное пропускание вызывается неоднородностью строения индивидов (газожидкие включения, трещины и др.) такое же пропускание света имеют агрегаты (мрамор, гранулированный кварц). Однако и отражение света влияет на светопропускание. Если пренебречь поглощением света, положив Л = О, то [c.82]

Значения молярного коэффициента поглощения представляют собой физическую константу данного вещества. Она зависит от ее природы, выбранной волны и температуры. Таким образом, характеристика поглощения излучения зависит от индивидуальных особенностей вещества, величина его пропорциональна концентрации вещества в растворе и толщине слоя просвечиваемого образца. Изменение светопоглощения с длиной волны излучения обычно описывается кривой поглощения света раствором вещества в данной среде. По оси абсцисс откладывают длины волн, ординатами могут быть оптические плотности [D) или молярные коэффициенты погашения (й). В зависимости от свойств и строения вещества в спектрах поглощения наблюдают определенное число полос, каждая из которых характеризуется положением максимума на соответствующей длине волны (Ямакс), его высотой ( >макс или i MaK ) И полушириной, Т. е. расстоянием между длинами волны, соответствующими половинным значениям максимума. [c.50]

Твердые частицы рассеиваются в атмосфере и ухудшают видимость, портят строения, наносят ущерб здоровью людей. Уменьшение видимости связано с поглощением света [c.45]

На примере этого ряда комплексов можно показать, как связаны окраска и строение координационных соединений переходных металлов. Фотоны надлежащей энергии способны возбуждать электроны, перенося их с атомов кислородных лигандов на пустые -орбитали иона металла. Этот процесс называется переносом заряда, и именно он в большинстве случаев обусловливает окраску комплексов переходных металлов. Чем выше степень окисления металла, тем легче осуществляют указанный переход электроны и тем ниже энергия, необходимая для их переноса. Поглощение фотонов соответствующей энергии в комплексе УО приходится на ультрафиолетовую часть спектра, поэтому ион УО бесцветен. В комплексе СгО поглощение фотонов происходит в фиолетовой области видимого спектра, что соответствует волновым числам около 24 ООО см поэтому растворы хромат-ионов имеют желтую окраску (дополнительные цвета указаны в табл. 20-3). (В спектроскопии принято выражать энергию фотонов в волновых числах, которые измеряпотся в обратных сантиметрах, см см. разд. 8-2.) Ион Мп + имеет самую высокую степень окисления и при возбуждении с переносом заряда поглощает зеленый цвет (приблизительно при 19000см ), этим и объясняется пурпурная окраска иона МпО ". Окраска комплексов, в которых происходят электронные переходы с переносом заряда, обычно очень интенсивна, что указывает на сильное поглощение света. Повышение размера центрального атома затрудняет перенос заряда и сдвигает поглощение в ультрафиолетовую область поэтому комплексы МоО , WOr и КеО бесцветны. [c.215]

Из приведенного обзора литературы по применению спектро-фотометрии при количественном определении гумусовых веществ в почвоведении видно, что использование калибровочной кривой оптической плотности растворов возможно лишь в случае их идентичного строения, характеризуемого однотипностью спектральных кривых поглощения света. [c.57]

В следующих трех главах рассмотрены общие вопросы поглощения света растворами в связи с составом и строением соединений, Некоторые из этих вопросов рассматриваются в курсах физики или специальных разделах других наук. Однако задачи фотометрического анализа требуют более тщательного изучения связи между оптическими характеристиками растворов и химическим строением вещества. [c.11]

ЭЛЕКТРОННОЕ СТРОЕНИЕ ОКРАШЕННЫХ СОЕДИНЕНИЙ И ПОГЛОЩЕНИЕ СВЕТА [c.64]

Правильное, хотя бы качественное, понимание процессов поглощения света стало возможным только после развития электронной теории строения атома и квантовой химии. Правда, в органической химии ряд ценных обобщений относительно связи между строением и окраской был сделан еще до появления электронной теории. [c.64]

Весьма тщательно исследование изменений строения натриево-борных стекол с изменением температуры, обнаруживаемых по поглощению света красящими [c.217]

Проблема строения центров свечения и механизма поглощения света активирующей примесью является одной из наиболее фундаментальных и менее всего изученных проблем в физике люминесценции кристаллических фосфоров. В современной теории люминесценции кристаллофосфоров, в основу которой положена энергетическая модель, вопросы о строении, физических свойствах и химическом составе центров свечения вообще не рассматриваются. Различного рода центры связываются в указанной теории с донор-ными либо акцепторными уровнями, а элементарные процессы описываются чисто феноменологически с помощью констант захвата, высвобождения и рекомбинации электрона. [c.150]

Появление абсорбционной полосы в спектре связано или с определенным строением молекулы как единого целого или с наличием в ней определенных групп атомов, поглощение света которыми мало зависит от строения остальной молекулы. Поэтому при идентификации полос их относят либо ко вполне определенному веществу, либо к определенной группе атомов, которая имеется в молекулах одного или многих веществ, присутствующих в пробе. Пусть, например, сильную полосу (0 = 2962 м- в инфракрасном спектре анализируемой пробы идентифицировали как относящуюся к валентным колебаниям С—Н в метильной группе — СНз. Определить более детально принадлежность этой полосы к определенному соединению нельзя, так как самые различные вещества (и их смеси), имеющие в своих молекулах метильную группу, дают эту полосу. [c.360]

Чтобы яснее представить, почему большинство синтезируемых в биохимической лаборатории живой клетки веществ бесцветные и лишь некоторые соединения (пигменты) имеют окраску, нужно обратиться к некоторым свойствам органических соединений. Рассмотрим химические и физико-химические закономерности строения органических соединений, обусловливающих цветность вещества, т. е. оказывающих физиологическое воздействие на человеческий глаз и вызывающих зрительное восприятие первичного цвета. Электромагнитные излучения с диапазоном волн 365—750 нм (а в специальных условиях 302—950 нм) воспринимаются человеком с ощущением цвета. Цветность микробных пигментов, как и цветность любого органического соединения, зависит от неиасыщенности и поляризуемости, т. е. наличия двойных и тройных связей или же свободных радикалов. Все микробные пигменты имеют в молекуле двойные связи. Существует взаимосвязь между ненасы-щенностью соединения и поглощением света в видимой области спектра. Ненасыщенные группы с областью поглощения 180— 800 нм названы хромофорами . Введение хромофоров в бесцветные (прозрачные) соединения превращают их в вещества, поглощающие свет в видимой области, т. е. обладающие цветностью они названы хромогенами. Имеются данные о строении хромофорных радикалов. Гиллем и Штерн [64] приводят перечень следующих хромофорных групп [c.44]

Окраска вещества связана с его способностью поглощать из видимой части спектра (в интервале длин волн от 800 до 400 нм) только некоторые лучи с определенными длинами волн, т. е, с определенной энергией. При этом непогло-щенные лучи спектра, являясь дополнительными к поглощенным, воспринимаются, как видимые, и тело становится окрашенным. Например, если тело поглощает все лучи, кроме красных (620—400 нм), то они, отражаясь, окрашивают тело в красный цвет (800—620 нм) (рис. 35). Поглощение света определяется состоянием электронов в молекуле. Поскольку энергия поглощенных лучей рас.ходуется на возбуждение внешних электронов, состояние которых может быть различным (а- нли я-электроны), то, изменяя химическое строение молекулы красителя, можно в широком интервале изменять величину и характер поглощения света. Для возбуждения электронов, образующих простые а-связи (а-электроны), требуется большая энергия, т. е. лучи с большей энергией. [c.307]

Поглощение света сыграло важную роль в выяснении замечательной структуры природного антибиотика микомицина (ХЫ1). Мико-мицин С13Н10О2 — соединение с высокой степенью ненасыщенности, содержит карбоксильную группу и гидрированием может быть превращен в С1з-кислоту нормального строения таким образом, в углеводородной цепи С12 имеется восемь кратных связей. В системе полос в ближней ультрафиолетовой области проявляются два пика (281 и 267 ммк) и перегиб (при 256 ммк) — все значительной интенсивности (емакс 35 000—70 ООО). Промежуток между пиками, равный около 1900 указывает на присутствие полиа-цетиленовой группы, тогда как наличие концевой тройной связи подтверждается инфракрасной полосой при 3280 см [колебание v(= С — Н)]. Пики микомицина в УФ-спектре (см. табл. 5.4) по положению соответствуют пикам модельного соединения (ХЫП), интенсивность поглощения которого, однако, составляет примерно одну четверть интенсивности поглощения самого микомицина. Этот факт подтверждает то обстоятельство, что микомицин содержит два хромофора, которые поглощают в одной и той же спектральной области, но имеют разную интенсивность. Важным ключом к выяснению природы второго хромофора явился инфракрасный спектр, в котором полосу при 1930 см можно приписать частоте антисимметричных валентных колебаний алленовой группы С==С==С< [c.200]

Колбочки, являющиеся рецепторами цветового зрения, устроены значительно сложнее, чем палочки, но механизм их действия в принципе такой же. Мы уже упоминали, что колбочки и палочки содержат одинаковый хромофор. Различия в спектрах поглощения (рис. 1.3) обусловлены строением опсинов, с которыми связан ретиналь. О структуре этих белков в колбочках известно еще меньше, чем об опсине палочек. Предполагается, что они закодированы в различных генах и могут, следовательно, иметь различные аминокислотные последовательности. Это подтверждается тем фактом, что цветовая слепота (дальтонизм) имеет рецессивный наследственный характер и связана с полом. Около 1% мужчин не различают красный цвет и 2% —зеленый, тогда как у женщин дальтонизм встречается значительно реже. Все три типа колбочек имеют и морфологические отличия от палочек. Помимо того что колбочки конические по форме, они отличаются от палочек и по структуре своих дисковых мембран, которые у них представляют собой не отдельные органеллы, а просто впячивания плазматической мембраны, т. е. плазматические и дисковые мембраны образуют континуум. Эти отличия колбочек учтены в модели фоторецепции Хагинса (рис. 1.7а, справа) связь между поглощением света и закрыванием натриевых каналов здесь опять-таки осуществляет кальций, который [c.19]

В пространстве. Поэтому для объяснения свойств растворов требуется изучить распределение частиц в растворе, или внутреннее строение раствора, и силы, действующие между частицами. С этой целью приходится обращаться к другим методам химии и физики. Так, например, препаративные методы неорганической, органической и аналитической химии позволяют в ряде случаев установить наличие в растворах химических соединений между компонентами, что указывает на большую роль химических сил в таких растворах и проливает свет на их строение. Исследование спектров комбинационного рассеяния и спектров поглощения света также позволяет судить о наличии или отсутствии химических соединений в растворах. Изучение интенсивности и степени деполяризации молекулярного рассеяния света дает сведзния о характере пространственного распределения частиц в растворах. Еще более детальные данные о взаимном расположении частиц получаются из измерений рассеяния рентгеновских лучей и т. д. [c.202]

За последние два десятилетия химия координационных соединений благодаря более широкому применению современных физико-химических методов исследования достигла значительных успехов. В качестве примера следует указать на экспериментальные и теоретические исследования поглощения света комплексными соединениями, которые привели к принципиальному решению проблемы их окраски и строения. Проводилось также систематическое изучение равновесий в растворах комплексных ионов, особенно в водных растворах. Различные методы исследования комплексообразования в растворах составляют в настоящее время важную область координационной химии. Развитию этой области в значительной степени способствовали фундаментальные работы Я. Бьеррума, особенно его диссертация Образование амминов металлов в водном растворе , появившаяся в 1941 г. С тех пор были исследованы многочисленные равновесия реакций комплексообразования. [c.7]

В монографии подробно изложены физические основы фотометричес1 ого диализа, рассмотрена классификация оптических методов анализа, приведены общие характеристики наиболее важных групп окрашенных соединений и условия применения их в фотометрии. Даны сведения о поглощении света растворами в зависимости от соста-ва и строения окрашенных соединений, описана аппаратура и общие условия измерения поглощения света визуальными и фотоэлектрическими методами. [c.4]

Выше было сиазаио, что для различных типов окрашенных соединений поглощение света связано пр жде всего с. переходом электронов вещества в возбужденное состояние. Если электроны, связывающие атомы вещества, легко переходят в возбужденное состояние, тогда для возбуждения достаточны кванты меньшей энергии. Полоса поглощения в этом случае сдвигается в область более длинных волн. При этом интенсивность поглощения света ряда близких по строению веществ увеличивается. Таким образом, характер и интенсивность поглощения света бозусловно связаны с электронным строением атомов и прежде всего со строением их валентных оболочек. [c.67]

Вторая область применения — это спектроскопическое выяснение строения молекул. Поглощение света определенной длины волны и определенной интенсивности свидетельствует о наличии в молекуле особых светопоглощающих групп (хромофоров), а сдвиг длины волны или изменение интенсивности поглощения по сравнению с их стандартными значениями могут указывать на характерное влияние заместителя или на стерический эффект, или же служит признаком особого вида взаимодействия между хромофором и его внутри- или межмолекулярным окружением. Известны эмпирические правила, касающиеся изменения длины волны и интенсивности поглощения под влиянием замещения для ряда хромофоров [27], однако в общем случае для второй области применения спектроскопии требуется некоторое знание характера электронных переходов, вызывающих появление исследуемых полос поглощения. [c.320]

Такое определение химии является как слишком узким, так и слишком широким. Оно слишком узко, поскольку химик, изучая вещества, должен также изучать лучистую энергию — свет, рентгеиовское излучение, радиоволны — в ее взаимодействии с веш,ествами. Химика мон ет интересовать цвет веществ, доявляющийся при поглощении света. Или его может интересовать атомное строение веществ, которое определяют на основании данных о дифракции рентгеновских лучей (гл. III) или на основании данных о поглощении или испускании радиоволн этими веществами. [c.13]

О. с. полимеров и близких им по строению низкомолекулярных соединений, как правило, различаются не сильно. Лишь нек-рые О. с., связанные с размером макромолекул, их цепным строением и огромным кон-формационным набором, выражены для полимерных систем сильнее, чем для соответствующих низкомолекулярных соединений. К таким свойствам относятся рассеяние света р-рами полимеров, двойное лучепреломление в потоке, фотоупругость и нек-рые др. динамо-оптич. свойства. В то же время поглощение света, комбинационное рассеяние и др. свойства слабо отличаются от свойств соответствующих низкомолекулярных моделей. При решении конкретных задач молекулярной оптики низкомолекулярных соединений необходимо статистич. усреднение тензора поляризуемости молекул по их различным пространственным ориентациям. При рассмотрении составляющих тензора поляризуемости макромолекул, кроме вышеуказанного усреднения, суммируют тензорные составляющие отдельных связей или групп по конформациям макромолекулы и находят инварианты тензора, определяющие рассматриваемое О. с. В основе такого усреднения лежит поворотноизомерная модель макромолекулы, предложенная М, В, Волькенштейном, [c.246]

Исследовано поглощение линейно поляризованного света кри Сталлами хингидрона [70], комплексом хлоранил — гексаметилбензол [71], комплексом сижж-тринитробензол — броманил [56] и комплексом пикрилхлорид — гексаметилбензол [72], строение которых установлено методом рентгеноструктурного анализа. При этих исследованпях кристаллы ориентировали так, чтобы наибольшая компонента поляризованного света была направлена сначала перпендикулярно, а затем параллельно плоскостям, в которых расположены кольца компонентов комплекса. Возникающие при возбуждении л-электронов полосы поглощения расположены вблизи ИК-области спектра, причем длина волны больше в том случае, когда вызывающий поглощение свет направлен перпендикулярно плоскостям колец, что совершенно противоположно поглощению света кристаллами чистого бензола. Этот результат рассматривают как довод в пользу того, что поглощение переноса заряда связано с взаимным обменом. -гт-электронов между компонентами комплекса в направлении, перпендикулярном плоскостям колец. В кристаллах бензола степень я — я-взаимодействия между кольцами очень невелика и я-электронная плотность выше в направлении параллельном, а не перпендикулярном плоскостям колец. [c.76]