Оптические методы (молекулярная спектроскопия)

ОПТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ (МОЛЕКУЛЯРНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ) [c.78]

Оптические методы анализа основаны на измерении характе]5истик оптических свойств вещества (испускание, поглощение, рассеивание, отражение, преломление, дифракция, интерференция, поляризация света), проявляющихся при его взаимодействии с элекгромагнитшш излучением. По характеру взаимодействия электромагнитного излуч(шия с веществом оптические методы анализа обычно подразделяют на эмиссионный спектральный, атомно-абсорбционный, молекулярный абсорбционный спектральный (спектрофотометрия, фотоэлектроколориметрия), люминесцентный, нефелометрический, турбодиметрический, рефрактометрический, интерферометрическиг поляриметрический анализ, а также спектральный анализ на основе спектров комбинационного рассеяния (раман-эффект) и некоторые другие методы, также использующие взаимодействие электромагнитного поля с веществом — ядерный магнитный резонанс (ЯМР), электронный парамагнитный резонанс (ЭПР), ядерная гамма-резонансная спектроскопия (эффект Мессбауэра) и т. д. [c.516]

Методами оптической молекулярной спектроскопии можно исследовать газообразные, твердые и жидкие пробы в виде растворов. В инфракрасной спектроскопии специальную технику приготовления проб используют для твердых веществ, а при исследовании неразбавленных жидких проб исполь-зуЮТ само вещество. Принципиально важно при всех способах приготовления проб учитывать возможность появления сил взаимодействия между молекулами вещества или между молекулами вещества и молекулами растворителя. В рабочей спектральной области растворители должны обладать [c.238]

Оптические свойства полимеров прежде всего связаны с их химическим составом и молекулярным строением. В соответствии с этим оптические методы находят применение как при установлении особенностей строения полимеров (инфракрасная и ультрафиолетовая спектроскопия), так и при изучении механизмов их молекулярной подвижности (поляризованная люминесценция, радиотермолюминесценция). [c.253]

Это затрудняет проведение качественного анализа на основании молекулярных спектров (за исключением ИК-спектров), поэтому спектрофотометрический метод обычно используют как метод количественного анализа. В отличие от других оптических методов (эмиссионная спектроскопия, люминесценция и др.), в которых измеряют интенсивность излучения предварительно возбужденной системы, спектрофотометрический метод анализа основан на избирательном поглощении однородной нерассеивающей системой электромагнитных излучений различных участков спектра. Если имеют дело с однородными средами, например растворами соединений, то количество поглощенной энергии будет пропорционально концентрации поглощаемого вещества в растворе. Если среда неоднородна, то при взаимодействии электромагнитного излучения с веществом помимо поглощения будет происходить также его рассеяние. На этом явлении основаны такие методы количественного анализа, как нефелометрия и турбидиметрия, которые здесь не рассматриваются. [c.45]

Выше уже отмечалось, что методы молекулярной спектроскопии позволяют исследовать вещества, находящиеся в любом агрегатном состоянии— газообразном, жидком и твердом. В случае конденсированных сред их важнейшей оптической макрохарактеристикой является комплексный показатель преломления й(у) [c.220]

Руководство включает два больших раздела оптические методы и электрохимические методы. В первом разделе рассматриваются методы эмиссионной фотометрии пламени, атомно-абсорбционной спектроскопии пламени, абсорбционной молекулярной спектроскопии и люминесцентные методы. Второй раздел включает потенциометрический, кулонометрическнй, полярографический и амперометрический методы анализа. Единство подхода к теоретическим вопросам внутри каждого из разделов позволяет четко увидеть возможности, ограничения и недостатки каждого метода. По каждому методу даны практические работы, отражающие определенные возможности метода либо в исследовательском, либо в прикладном аспекте описана аппаратура. [c.2]

Спектроскопические методы являются наиболее надежными. Они основаны на взаимодействии легких частиц (фотонов и электронов) с молекулярными системами. Молекулярная спектроскопия разделяется на спектральные области в зависимости от энергии используемых легких частиц. Химия оперирует в основном колебаниями атомов и валентных электронов. Этому типу движений в молекулярных системах соответствуют фотоны оптического диапазона энергий (инфракрасная, видимая и ультрафиолетовая области электромагнитного излучения). Этот диапазон электромагнитного поля называют оптическим или просто светом. Именно в оптической спектроскопии были достигнуты наиболее значительные успехи, связанные с использованием лазеров. Поэтому обсудим в основном методы оптической лазерной спектроскопии. [c.114]

Какие методы молекулярной оптической спектроскопии вы знаете [c.250]

При обсуждении экспериментальных данных очень важно учитывать соотношение между скоростью процессов молекулярной диссоциации или ассоциации и временным масштабом экспериментального метода. Например, если ассоциация макромолекул и диссоциация их комплекса в процессе скоростной седиментации происходят многократно, то будет наблюдаться четкая граница седиментации и скорость передвижения этой границы будет отражать средневзвешенные скорости, характерные для отдельных частиц и их комплексов. Основным преимуществом оптических методов (светорассеяние, спектроскопия) является то, что они дают возможность исследовать мгновенное состояние системы и поэтому позволяют проследить временную зависимость процесса ассоциации вплоть до сравнительно высоких скоростей. [c.312]

Председателем комиссии по спектрохимическим и другим оптическим методам анализа является Л. Бирке (США). В комиссии тоже обсуждаются многие вопросы номенклатуры. Так, готовится терминология, относящаяся к молекулярной и рентгеновской спектроскопии. Соответствующие рекомендации по атомной эмиссионной спектроскопии уже приняты. Создается также систематическая классификация источников излучения для спектрального анализа. Членом комиссии является 10. И. Беляев. [c.225]

Аллиловый спирт уменьшает выход стабилизированных электронов, образующихся при радиолизе 3-метилпентана, 2-метилтетрагидрофурана [1591 и этанола [160] при этом методами оптической и ЭПР-спектроскопии регистрируется сигнал от аллильных радикалов. Образование некоторого количества СН2 —СН —СНОН, возможно, связано с ионно-молекулярной реакцией, аналогичной (7) или (8). Превращение части аллильных радикалов в СИ 2 — ОН — СНОН при нагревании облученного аллилового спирта [1291 можно объяснить протеканием реакции [c.222]

Поэтому наряду с усовершенствованием старых и созданием новых термодинамических методов измерения величины адсорбции, равновесного давления или концентрации и калориметрических методов измерения теплоты адсорбции и теплоемкости адсорбционных систем необходимо привлекать методы, позволяющие исследовать явление адсорбции на молекулярном уровне. Сюда относятся прежде всего методы оптической и радиочастотной спектроскопии. Изотопный обмен и масс-спектроскопия необходимы для получения сведений о числе и природе поверхностных соединений. Существенно получить по возможности разностороннюю информацию и [c.11]

Определение структуры биомолекулы. Из мьшщ кролика вьщелили неизвестное вещество X. Его структура была установлена на основе следующих наблюдений и экспериментов. Результаты качественного анализа показали, что это вещество содержит только углерод, водород и кислород. Взвешенный образец вещества X бьш подвергнут полному окислению и определены количества образовавшихся НдО и СО2. Исходя из данных этого анализа, было сделано заключение, что весовое содержание С, Н и О в X составляет соответственно 40,00%, 6,71% и 53,29%. Молекулярная масса вещества X, по данным масс-спектроме-трии, оказалась равной 90,0. Методом инфракрасной спектроскопии было установлено, что в молекуле X имеется одна двойная связь. Вещество X легко растворяется в воде, образуя кислый раствор. При исследовании этого раствора с помощью поляриметра было установлено, что X обладает оптической активностью, причем удельное вращение плоскости поляризации [а]п равно -1-2,6°. [c.78]

Настоящее практическое руководство по оптической абсорбционной спектроскопии составлено преподавателями лаборатории молекулярной спектроскопии химического факультета на основе работ, поставленных ими в студенческом практикуме, а также опыта, накопленного в этой области на химфаке ЛГУ. При отборе материала основное внимание обращалось на его способность проиллюстрировать широкие возможности методов абсорбционной молекулярной спектроскопии, причем не только в традиционных, но и в некоторых новых областях их применения (свойства возбужденных состояний и т. п.). [c.3]

В последние годы получил развитие интересный новый оптический метод исследования молекулярная фотоэлектронная спектроскопия (см. [198], стр. 79) , но, к сожалению, технические трудности не позволяют его применять для изучения координационных соединений. [c.144]

Термин оптическое возбуждение означает переход атомов или молекул в определенное квантовое состояние в результате селективного иоглощения узкополосного излучения. Б то время как в атомной спектроскопии методы оптического возбуждения успешно используются уже много лет, их применение для молекул наталкивается иа большие сложности. Причина этого заключается в большой сложности молекулярных спектров и недостатке подходящих источников для достаточно интенсивного, но селективного возбуждения. Ситуация резко изменилась после введения лазеров в молекулярную спектроскопию с тех пор в литературе можно было заметить быстрое увеличение числа публикаций по оптическому возбуждению молекул [168]. [c.287]

Не все перечисленные методы получили широкое распространение в качественном анализе. Так, в фарммкопейном анализе применяют эмиссионный спектральный (сравнительно редко), атомно-абсорбционный, молекулярный абсорбционный спекфальный, люминесцентньн г, рефрактометрический, поляриметрический анализ, спектроскопию ЯМР м ЭПР (относительно редко) другие оптические методы используются шачи-тельно реже. [c.516]

Относительно чувствительности метода ИК-спектроскопии заметим следующее. Если в ЭПР-спектроскопии чувствительность определяется величиной шумов спектрометра и для регистрации слабого сигнала его приходится вытягивать из шумовой дорожки, то в оптической спектроскопии возникают затруднения другого рода. Как правило, в исходном образце уже имеются такие же химические группы, образование которых будет происходить п вследствие механического разрушения. Это прежде всего — концы полимерных молекул, число которых (в 1 см ) Пк ж 2Л Ар/М (Л а — число Авогадро, р — плотность полимера, М — молекулярный вес) для средних значений М 10 ч-105 и р 1,0ч-1,5 г см 10 102 см (это суммарная концентрация групп различных типов). Кроме того. [c.177]

Рефрактометрия является одним из старейших и часто употребляемых физических методов определения строения химических соединений. До развития молекулярной спектроскопии рефрактометрия была в органической химии основным оптическим методом исследования, который в конце XIX и в начале XX в. чрезвычайно интенсивно разрабатывался. Вопросу о связи светопреломляющей способности химических соединений с их составом и строением были посвящены сотни работ, и эта область получила даже особое название спектрохимии . [c.73]

Кроме особенностей в методике регистрации спектров, отличительной чертой метода ИК-спектроскопии отражения-поглощения является и интерпретация спектров. Сопоставление спектрального хода оптических постоянных слоев в области полосы поглощения и спектрального хода фактора поглощения показывает, что для слабопоглощающпх (к<0,2) молекулярных веществ спектры отражения-поглощения совпадают со спектрами пропускания, и их интерпретацию следует проводить аналогично спектрам пропускания. Для сильнопоглощающих веществ, например оксидных слоев, положение максимума поглощения в спектре отражения-поглощения не совпадает с максимумом коэффициента поглощения 2, а зависит также от показателя преломления Лз слоя и находится с высокочастотной стороны от максимума в области, где 2— 2- Эта частота близка к частоте продольных колебаний атомов вещества слоя и является вполне характеристичной, т. е. позволяет выполнять качественный анализ исследуемых соединений. [c.150]

Почему разделение энантиомеров вызывает интерес у исследователей Отчасти это, несомненно, обусловлено чисто научным интересом. Данная проблема является вызовом исследователю, и ею можно заниматься как в теоретическом, так и в практическом плане. В течение длительного времени вопросами, связанными с оптическим вращением асимметричных молекул, занимались специалисты в области молекулярной спектроскопии. Несомненна важность оптически активных соединений для выяснения механизма реакций, динамическое поведение хиральных молекул послужило основой ДЛЯ развития ряда принципиальных положений органической химии. Достаточно вспомнить, что выяснение механизма реакций ну- леофильиого замещения и элиминирования (5. 1, 2, Е, Е2 и "Г- Д-) вряд ли было бы возможно без изучения оптически активных соединений методом поляриметрии. Накопленные в результате [c.11]

Кроме обычной ЯКР-спектроскопии существует ряд других экспериментальных методов исследования, которые позволяют получить сведения о ядерном квадрупольном взаимодействии. К их числу следует отнести ЯМР-спектроскопию, которая дает возможность измерять константу ядерного квадрупольного взаимодействия e Qq в твердых телах (см. разд. II, Б, 2). В благоприятных случаях величину удается определить и для жидких образцов по времени ядерной магнитной релаксации [27, 28]. Гартман и Ган [29] использовали для определения величины ядер с очень низким естественным содержанием двойной ядерный резонанс при этом в исследуемом образце одновременно присутствуют ядра того же элемента с высоким естественным содержанием, от которых получают сильный сигнал (например, в случае ядер К в КСЮз). Иногда удается определить величину и даже знак e Qq по сверхтонкой структуре спектров ЭПР [30]. Метод двойного электронно-ядерного резонанса (Еп(1ог) [30] дает возможность лучше разрешить и точнее измерить сверхтонкое расщепление, а следовательно, и получить более точное значение e Qq. Для свободных молекул величину e Qq можнс определить по вращательным спектрам газообразных веществ [31]. В случае легких атомов и молекул с малым молекулярным весом для определения величины e Qq применяется метод молекулярных или атомных пучков [32]. Следует отметить, что сам эффект ядерного квадрупольного взаимодействия был открыт Шюлером и Шмидтом [33 при исследовании очень малых сдвигов в сверхтонкой структуре оптических спектров. Существует еще несколько методов экспериментального исследования ядерного квадрупольного взаимодействия, которые относятся к области ядерной физики. Широко известным примером такого рода является -(-резонансная, или мес- [c.220]

Большой инт )ес для широкого круга читателей представит обзор Б.Е. Конвея "Специальные методы изучения электродных процессов и электрохимической адсорбции" (глава 5). В электрохимии уже давно ощущается острая потребность в использовании новых физических методов исследования границы раздела фаз, поскольку только они могут позволить перейти от феноменологического описания поверхности на атомно-молекулярный уровень. Соответствующая обзорная литература на русском языке практически отсутствует. Поэтому статья Б.Е. Конвея, содержащая обширную библиографию, приобретает особую ценность. Значительная часть обзора посвящена оптическим методам исследования поверхности электродов. Подробно изложена эллипсомет-рия - от математических основ до приборов и приложений. Далее описан метод электрооиражения и спектроскопия внутреннего отражения в прозрачных электродах. Специальный раздал отведен дифракции рентге новских лучей на поверхности электродов. Описаны методические успехи в исследованиях адсорбции и электродных процессов. Особо рассмотрен радиоизотопный метод и его различные приложения. Кратко обсужден фотоэффект и его использование в исследованиях по электро. химической кинетике. В конце главы дается ряд новейших методов, среди которых отметим накопительную рефлектометрию. [c.6]

Выше уже отмечалось, что для опытного химика молекулярная спектроскопия является эффективным средством физико-химического исследования молекул и конденсированных тел. Однако одного знания теории и общих закономерностей, связывающих спектроскопические характеристики со свойствами вещества, еще недостаточно для достижения надежных результатов. Необходимо еще правильно поставить спектроскопический эк пepимeнf, чтобы получаемая с его помощью информация о спектрах вещества была в наименьшей степени искаженной влиянием различных мешающих факторов, всегда имеющих место на практике. В связи с этим ниже коротко рассмотрены некоторые принципиальные вопросы, касающиеся техники и методики молекулярной спектроскопии, причем основное внимание уделено методам оптической спектроскопии в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях. [c.133]

ПОЛЯ лигандов. Монография Ватанабе [7] по применению операторных методов в теории поля лигандов является новым учебником, который заполняет пробел между элементарной квантовой механикой и теоретическими работами, выполняемыми в настоящее время для систем переходных металлов, йергенсен написал две монографии, в одной из которых [8] с точки зрения теории поля лигандов обсуждаются данные оптической спектроскопии до 1960 г., тогда как во второй [9] дан обзор общей научной литературы по комплексам переходных металлов до 1964 г. йергенсену принадлежат также три обширные обзорные статьи. Двумя наиболее интересными в рамках данного обзора являются статья по развитию взглядов на нефелоауксетичёские ряды и анализу литературных данных до 1963 г. [10], а также обзорная статья по дальнейшему расширению области применения теории поля лигандов в оптической спектроскопии [11]. Третья обзорная статья более общего характера посвящена вопросу использования спектроскопии для изучения природы химической связи [12]. Применение теории групп в теории поля лигандов проиллюстриро вано Коттоном [13]. Накамото [14] всесторонне рассмотрел теорию и приложения (до 1963 г.) инфракрасной спектроскопии в химии переходных металлов. Драго [15] представил хотя и вводное по характеру, но достаточно подробное обсуждение применения физических методов в химии переходных металлов. Бальхаузен и Грей [16] опубликовали свои лекционные записи по теории молекулярных орбиталей, включающие приложение теории молекулярных орбиталей к соединениям переходных металлов. В частности, оптическая и инфракрасная спектроскопия, а также теория поля лигандов нашли отражение в исчерпывающих авторитетных обзорах, поэтому в настоящей книге они не будут рассматриваться. Мы представим лишь основные идеи, необходимые для сопоставления с данными по электронному парамагнитному резонансу. Обсуждение прежних достижений метода электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) нашло отражение в предшествующих обзорах и также не [c.8]

Для определения азота применяются методы как атомной, так и молекулярной спектроскопии, причем первые из них наиболее распространены. Методы атомного спектрального анализа основаны на излучении или поглощении света атомами азота. В оптических методах (эмиссионные, атомно-флуоресцентные, пламеннофотометрические, атомно-абсорбционные) регистрируются атомные спектры азота в видимой и УФ-областях. Рентгеноспектральные методы основаны на исследовании характеристического рентгеновского спектра (эмиссионный, флуоресцентный, микрорент-геноспектральный анализ). [c.123]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология