Три основных спектроскопических метода

Оптико-спектроскопические методы, используемые в промышленном контроле, могут быть разделены на две основные группы электронная спектроскопия (спектроскопия в ультрафиолетовой и видимой областях спектра) и колебательная спектроскопия (спектроскопия в инфракрасной, ближней инфракрасной (ВИК) областях спектра, а также рамановская спектроскопия). В УФ и видимой областях спектра поглощение обусловлено переходами между атомными или молекулярными электронными энергетическими уровнями. Переходы между электронными энергетическими уровнями могут происходить только в том случае, если энергия падающего фотона соответствует разности энергий соответствующих уровней. Эти энергетические уровни для ближней ультрафиолетовой и видимой областей имеются в изолированных атомах, отдельных неорганических ионах, органических соединениях, содержащих сопряженные двойные связи, и большом числе разнообразных молекулярных веществ. Поглощение в ультрафиолетовой и видимой областях очень сильное, поэтому возможно определение концентраций на уровне нескольких частей на миллион. Однако полосы поглощения обычно очень широкие по сравнению с [c.656]

При исследовании функционирования пигментов применяют очень сложные модификации основного спектроскопического метода измерения поглощения света. Такие модификации позволяют изучать очень быстро протекающие процессы (в течение пико- или наносекунд). Исследуемую систему периодически освещают короткими интенсивными вспышками света и затем регистрируют изменения в спектре поглощения. Подобные методы позволили получить очень ценную информацию при исследовании первичных реакций фотосинтеза. [c.25]

Можно выделить две основные группы спектроскопических методов исследования молекул. К первой группе относятся методы, включающие различные способы получения отдельных участков ультрафиолетового (УФ), видимого и инфракрасного (ИК) спектров поглощения молекул вещества. К ней примыкает также метод комбинационного рассеивания света (КРС). Методы этой группы классифицируются либо по принадлежности исследуемого излучения к различным участкам шкалы электромагнитных волн (УФ-видимые, ИК-спектры), либо по характеру соответствующих движений и состояния молекул (электронные, колебательные и вращательные спектры). [c.50]

Данные, приведенные в таблице, определены, в основном, спектроскопическими методами. Дл 1 обозначение состояний использованы символы, принятые в спектроскопии. Величины, заключенные в скобки, недостаточно надежны или найдены путем экстраполяции. Знаком в первой графе таблицы отмечены молекулярные ионы. [c.336]

Учебное пособие, в котором изложены принципы и практика применения трех основных спектроскопических методов, широко используемых в органической химии ядер-ного магнитного резонанса, ультрафиолетовой и инфракрасной спектроскопии. Большое достоинство данной книги состоит в том, что в ней рассматривается совместное применение всех трех спектроскопических методов для установления структуры органических соединений, чего нет ни в одной известной монографии в этой области. Приведены многочисленные примеры с подробным разъяснением спектров. [c.4]

Существуют три основных спектроскопических метода исследование вращательных спектров, исследование колебательновращательных спектров и исследование электронных спектров [c.12]

Три основных спектроскопических метода [c.175]

Данные, приведенные в таблице, определены, в основном, спектроскопическими методами. [c.336]

Основной химической реакцией при алкилировании является образование карбоний-ионов путем присоединения протона к олефину. Протон поставляется протонодонорным кислотным катализатором, в данном случае серной или фтористоводородной кислотой [20]. Быстрое развитие спектроскопических методов анализа, среди которых главная роль принадлежит методу ЯМР, сделало возможным определять структуру карбоний-ионов [25]. Оказалось, что в таких катионах число углеродных атомов было равно 10 и больше. Соли Н25 04 и замещенных циклопентадиенильных катионов образовывали шлам в кислоте на промышленных установках. [c.252]

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]

Первая группа теорий, которая будет рассмотрена впоследствии, содержит общее предположение о том, что макроскопическое ослабление — это кинетический процесс, что составляющие его отдельные акты вызваны термической активацией разрывов вторичных и (или) основных связей и что накопление этих актов приводит к образованию трещины и (или) разрыву нагруженного образца. В рамках этих теоретических представлений основные акты разрушения определяют обычным образом и без привлечения экспериментальных данных связывают с определенными морфологическими изменениями. Вторая группа теорий опирается на явные физические молекулярные повреждения, обнаруживаемые спектроскопическими методами и методом рассеяния рентгеновских лучей, которые будут описаны в гл. 7 и 8. Третья группа теорий, в которой [c.75]

При действии на макромолекулы периодическими внешними полями различной частоты мы по-прежнему будем получать результат, определяемый положением стрелки действия, т. е. l/vA Понижая частоту, можно заставить включиться в регистрируемое движение отдельные статистические элементы и даже макромолекулы в целом повышая ее, можно включать все меньшие и меньшие участки цепи, пока наконец на уровне ближнего конформационного порядка и отдельных повторяющихся звеньев спектроскопические методы не начнут выдавать ту же информацию о структуре, что и в случае простых молекул. Продолжая повышать частоту, мы неминуемо упремся в квантовую область, но и здесь основные закономерности скорость воздействия — результат воздействия сохранятся. Одна и та же доза энергии, полученная при попадании в молекулу или атом одного высокочастотного кванта или нескольких низкочастотных квантов, естественно, произведет совершенно разные эффекты молекула может превратиться в свободный радикал, или ионизироваться, или просто возбудиться и высветиться и т. д. [c.53]

Структура молекулы будет считаться установленной, если определено пространственное положение атомов или групп атомов по отношению к данному многовалентному атому, с которым они соединены связями, имеющими в значительной степени ковалентный характер. Таким образом, нужно знать точное межъядерное расстояние длину связи) и углы между воображаемыми линиями, соединяющими центры связанных атомов (углы связей). Основные экспериментальные методы, используемые для получения таких данных, удобно разбить на четыре группы дифракционные-, спектроскопические-, резонансные-, другие физические методы. [c.193]

Такое характеристичное свойство молекулы, как расстояния между составляющими ее атомами, может дать ценную информацию при сравнении одних и тех же связей в различных молекулах. Основными методами определения длин связей и углов между ними являются дифракция рентгеновских лучей (пригодная только для твердых тел), дифракция электронов (пригодная только для газообразных соединений) и спектроскопические методы. Расстояние между атомами, соединенными химической связью, непостоянно, так как молекула все время колеблется, поэтому измеряемые расстояния представляют собой средние величины и разные методы дают неодинаковые результаты [41]. Однако это следует принимать во внимание только тогда, когда важны тонкие различия. [c.35]

Количественно спектроскопическим методом (в параметрах величин основности) измерена реакционная способность таких карбонильных соединений, как кумарины, флавоноиды, сесквитерпеновые лактоны, найдена взаимосвязь между измеренными величинами рКц,," и структурными параметрами молекул. Полученные результаты могут иметь широкое применение при качественном и количественном определении различных классов природных соединений в растительном лекарственном сырье и растительных лекарственных препаратах. [c.20]

Применение ЯМР для исследования кинетики пока в основном ограничено обменными реакциями или конфор-мационными превращениями. Недостаточно высокая чувствительность метода не позволяет производить исследование промежуточных продуктов, образующихся в процессе химического превращения, как правило, в небольших концентрациях. В этих случаях часто более пригодными оказываются другие спектроскопические методы (ЭПР, УФ-спектроскопия, люминесценция и др.). В сочетании с этими методами ЯМР является мощным средством решения широкого круга различных проблем, позволяющих глубже понять механизм химических реакций. [c.135]

Для аналитических целей часто применяют спектральные и спектроскопические методы анализа. Когда говорят о групповом составе масляных фракций, то в основном (за исключением четко выделенных индивидуальных соединений) имеют в виду лишь те группы органических веществ с более или менее общими свойствами, которые удается отделить друг от друга избирательной адсорбцией на специально подобранных сорбентах. [c.135]

Для объективной оценки реакционной способности порфиринов и металлопорфиринов по отношению к различным по природе молекулам большое значение имеет наличие достоверных термодинамических характеристик процессов молекулярного комплексообразования. Информацию о термодинамике процессов специфических взаимодействий в растворах порфиринов в основном получают при помощи спектроскопических методов (ЯМР, ПМР, ЭСП) [4]. Однако обобщение термодинамических результатов, полученных различными спектроскопическими методами, приведенное авторами в обзоре [4], свидетельствует о трудностях, с которыми зачастую сталкивается исследователь при попытке выяснения четкой взаимосвязи структуры и биохимической активности металлопорфиринов. Решение данных вопросов осложнено рядом причин, обусловленных методологическими особенностями. Например, необходимостью проведения исследований на фоне "инертных" растворителей, влияние которых на растворенное вещество, как правило, нуждается в уточнении нерешенностью вопросов о стандартизации термодинамических величин из-за отсутствия данных по активностям компонентов раствора недостаточной чувствительностью методов к сольватным структурам при достижимых концентрациях порфиринов в растворах. Следствием этого являются существенные расхождения в термодинамических характеристиках, полученных разными авторами с использованием спектроскопических методов для одинаковых систем [4]. Необходимо отметить, что в большинстве случаев анализ экспериментальных данных по процессам аксиальной координации в трехкомпонентных системах металлопорфирин-молеку-лярный лиганд-растворитель невозможен без привлечения сведений об особенностях сольватации реагентов данным растворителем, которые, как правило, в научной литературе отсутствуют. [c.299]

Спектральные методы. Упомянем еще спектроскопические методы определения теплот диссоциации и энергий связей. В тех немногочисленных случаях, когда переходы на колебательные уровни молекулы в основном или возбужденных состояниях могут быть прослежены вплоть до границы схождения соответствующих полос и известны электронные состояния продуктов диссоциации молекулы, измерение частоты, отвечающей границе схождения полос, позволяет определить значение энергии диссоциации с хорошей точностью. [c.11]

Как отмечалось ранее, на основании данных рентгеноскопии, электронной микроскопии и спектроскопических методов видно, что структуры в биологических мембранах аналогичны структурам дисперсий фосфолипидов ( модельных мембран ). Из табл. 25..3.4 следует, что зтк аналогии распространяются и на другие физические свойства этих двух систем и оправдывают изучение модельных мембран для понимания строения биологических мембран. Основное различие между модельными и биологическими мембранами заключается в их проницаемости (см. табл. 25.3.4). Множество [c.114]

В основе кислотно-основного катализа лежит процесс переноса протона [1, 2]. В последние годы благодаря появлению современных релаксационных и спектроскопических методов исследования быстрых реакций с участием протона [3—8] экспериментальное описание и теоретическая интерпретация процесса переноса протона (и, следовательно, кислотно-основного катализа) получили новый мощный импульс. Подробное рассмотрение изящных методов и теоретических подходов, применяемых для изучения реакций, протекающих с временами полупревращения 10 —10 с, выходит за рамки настоящей книги. Тем не менее полученные с их помощью результаты совершенно необходимы для правильной интерпретации закономерностей кислотно-основного катализа. [c.23]

Совершенствование автоматических спектрометров произвело переворот в методах определения структуры органических соединений. В настоящее время в программы почти всех вузов включено рассмотрение спектроскопических методов, и эта книга написана специально для студентов. Поскольку прикладная спектроскопия — в основном наука эмпирическая, большая часть книги посвящена относительно простым зависимостям, установленным между структурой и спектрами. Очевидно, однако, что наибольшего эффекта при использовании спектроскопии в органической химии можно добиться лишь при условии знания теоретических основ разных видов спектроскопии. Поэтому мы включили в книгу краткий обзор физических принципов, что обеспечит студенту базу для дальнейшего совершенствования в этой области. Процесс обучения может быть наиболее успешно осуществлен, если он сопровождается применением полученных знаний к рассмотрению конкретных задач. В связи с этим мы ввели в текст ряд примеров, для решения которых требуется активное участие читателя. Вначале различные методы обсуждаются в отдельности, а затем совместно, что должно подчеркнуть их единство и выработать у студента чутье к наилучше-му подходу в каждом отдельном случае. Последняя глава заканчивается примерно двадцатью задачами, к которым даны подробные ответы. [c.7]

В предыдущих главах рассматривались основные спектроскопические методы выяснения структуры органических соеди-неиений, базирующиеся на поглощении электромагнитного излучения. Начиная примерно с 1960 г., в дополнение к этим методам все шире используется принципиально иной физический метод - масс-спектрометрия. Основой масс-спектрометрии являются разделение ионов по величинам т/г (отношения массы к заряду) и измерение населенностей (интенсивностей) ионов каждого типа. Популярность метода легко объяснима, поскольку он позволяет определить молекулярную массу и молекулярную формулу практически любого вещества, расходуя ва это ничтожное количество образца.) Кроме того, осколочные ионы несут полезную информацию о структуре изучаемого вещества.- Масс-спектрометрия постоянно развивается как в инструментальном аспекте, так и в отношении методов ионизации, благодаря чему стало возможным регистрировать масс-спектры подавляющего большинства органических веществ, а в последние годы даже высокомолекулярных, термически неустойчивых и нелетучих соединений, например пояи-пептидов и белков с молекулярной массой более 10000. Эта глава посвящена интерпретации масс-спектров и их применению для определения строения органических веществ. [c.176]

Из приведенного выше краткого обсуждения ясно, что при изучении природных пигментов поглощение света имеет фундаментальное значение. Спектроскопия электронного поглощения, с помощью которой регистрируют поглощение УФ-и видимого света, является основным спектроскопическим методом, применяющимся как для выявления свойств пигментов, так и для их количественного анализа. Однако специфические свойства пигментов в отношении поглощения света позволяют исследовать их и другими методами, главным образом резонансной рамановской спектроскопией и методом кругового ди-хипизма. Так же как и при изучении других органических мо- [c.24]

Данные трех основных спектроскопических методов были рассмотрены Герцбергом и Стойчевым в 1955 г. [49], которые подчеркнули постоянство длин связей одного и того же типа, например [c.188]

Как известно, потенциальные барьеры заторможенного внутреннего вращения свободных молекул определяют в основном спектроскопическими методами, т. е. методами микроволновой, ИК-, КР-, и УФ-спектроскопии. Однако этими методами барьеры внутреннего вращения определены главным образом только для относительно легких волчков, таких, как метильная-, нитро- и тому подобные атомные группы [173, 174, 331]. Потенциальные барьеры для внутреннего вращения более тяжелых волчков, таких, как фенильная группа, этими методами определены лищъ для очень небольщого числа молекул. [c.145]

В современной молекулярной спектроскопии вопрос об интерпретации полос, об отнесении полос электронных спектров поглощения к тому или другому типу переходов является одним из актуальных. Решением его занимаются многие исследователи, применяя в основном спектроскопические методы, а именно, используя экспериментальные данные о влиянии растворителей на положение и интенсивность полос поглощения. В ранних исследованиях было обнаружено, что имеется связь между смещением полосы поглощения и показателем преломления растворителя (правило Кунд-та). Аномалии этой связи были изучены Шайбе [630, 629] и Вуроу [376] (голубой сдвиг). В 1950 г. Мак-Коннелл [562] установил, что явление голубого сдвига связано с п—я-переходами и на этом основании предложил деление полос поглощения на п—я- и я—я-полосы. Каша [367] установил, что в явлении голубого сдвига главную роль играет водородная связь. Г. Бахшиев [11] в своих теоретических и экспериментальных исследованиях голубого сдвига, наблюдающегося при переходе от паров к растворам, сделал предположение об уменьшении дипольного момента молекулы в возбужденном состоянии. [c.236]

В следующем параграфе будет описан способ вычисления поступательной суммы по состояниям (Зпост- Что же касается ( утр, то для точного ее определения необходима, во-первых, детальная информация об энергетических уровнях молекулы, получаемая в основном при помощи спектроскопических методов исследования. Во-вторых, суммирование членов вида ехр(—г- кТ), относящихся к отдельным энергетическим уровням. Этот метод непосредственного суммирования единственно надежен в щироком интервале температур. Однако он очень трудоемок и облегчается лишь применением электронных вычислительных машин. Поэтому часто прибегают к приближенным методам, дающим удовлетворительные результаты при не слишком высоких температурах. [c.220]

Спектроскопические методы структурного анализа связаны с поглощением молекулами лучистой энергии. Обычно считают, что молекулы могут поглощать энергию в четырех областях электромагнитного спектра (рис. 6-1), в результате чего появляются так называемые вращатвльны , колебательно-вращательные, колебательные и электронные спектры. Для возбуждения электронов обычно требуется энергия порядка 1,5—8,0 эв, т. е. энергия, которая обусловливает излучение в видимой области или в близкой ультрафиолетовой области спектра, т. е. в границах длин волн от 1500 до 8000 А. Электронный спектр позволяет получить дан-пые о строении как основного, так и возбужденного состояний мо- [c.194]

Гл. I, посвященная описанию основных тигюв частиц, участвующих в химическом превращении, доиолнена специальным параграфом, в котором излагаются важнейшие спектроскопические методы исследования молекул, ионов, свободных радикалов и комплексов. В 4 этой главы введены сведения о процессах образования и превращений ионов в газовой фазе, существенных для понимания механизмов радиационно-химических и плазмохимических реакций. [c.4]

По-видимому, образуются все эти соединения, причем преобладание некоторых из них определяется условиями проведения процесса. Действительно, как наблюдал Йода [112], после деструкции в присутствии воздуха обнаруживаются соединения с сопряженными двoйны ffl связями, наличие которых установлено спектроскопическими методами. Эти соединения, окрашивающие полимер, ответственны не только за окраску, но входят в состав гелеобразных веществ, нерастворимых в о-хлорфеноле. Авторы приписали основной части геля следующее строение [c.91]

Многомерность данных обеспечивает больше информации, чем получаемая просто от методов разделения. Это можно пояснить. Хроматографические методы могут обеспечить отличное разделение и количественное определение, в то же время идентификация разделяемых соединений на основе одних лишь хроматографических данных часто невозможна. С другой стороны, спектроскопические методы имеют превосходные возможности для идентификации. Идентификация по спектроскощтчёским данным с использованием спектральных библиотек или на основе их интерпретации часто не вызывает никаких сомнений. Однако возможность идентификации решающим образом зависит от чистоты соединения в хроматографическом пике. И вот тут-то сочетание хроматографического разделения и спектроскопических методов демонстрирует свою мощь и эффективность. В разд. 14.2 и 14.3 представлены основные гибридные методы, их аппаратура, их достоинства и недостатки. [c.597]

Известно, что НО (рис. 4.19) в водных растворах находятся в гидратированном состоянии и ассоциируют друг с другом. Так как расположение полярных групп в НО различно, то можно предполагать различия в их гидратации, которые влияют на взаимодействия между основаниями в воде. Это подтверждается исследованиями рисунка воды вокруг четырех оснований гуанина, аденина, цитозина и тимина по данным кристаллографического анализа [80]. Обнаружены конфор-мационно-зависимые различия как в геометрии, так и в степени гидратации оснований. Ассоциация НО в воде достаточно полно изучена и не вызывает сомнений. Например, самоассоциация Ade исследована в работе [81]. Гидратация и самоассоциация Ura изучена спектроскопическими методами в работах [82, 83] и установлено, что гидратация карбонильной группы С(4)-0(4) значительно выше, чем гидратация группы С(2)-0(2). Кроме того, сделан вывод, что Ura образует в воде циклические димеры при участии групп С(4)-0(4). Т. Лилли с сотрудниками [84] показано, что кофеин ассоциирует в воде с образованием димеров, тримеров и т.д. с одинаковой константой равновесия для каждой стадии. Наконец, спектроскопическими методами установлено [85], что величины констант ассоциации для комплексов убывают в следующем порядке yt + yt > yt + Ura > Ura + Ura, что характеризует склонность HO к самоассоциации в воде. Ассоциация НО в водных растворах является выгодным процессом с энергетической точки зрения [86]. Основным фактором, стабилизирующим образование димеров, является изменение энергии взаимодействия молекул воды друг с другом, которое связано со значительным изменением ее структуры молекулами НО. Моделирование ассоциации af в водном растворе с помощью метода Монте-Карло свидетельствует [87], что метильные группы мономеров при димеризации располага- [c.234]

Реакцию OQP) с этиленом исследовали как в молекулярных пучках, так и в обычных реакторах. Методами масс-спектрометрии и различными спектроскопическими методами были зарегистрирошны первичные промежуточные продукты Н, СН2СНО, НСО. Это позволило предположить два основных канала данной реакции [c.158]

Материал, положенный в основу данного обзора, тщательно подобран с точки зрения практической ценности для химика-органика, интересующегося применением методов ЯМР-спектроскопии к проблемам строения органических ч оединений. Некоторые области ЯМР не получили в обзоре освещения к их числу относятся проблемы ЯМР-спектроскопии твердых тел. Основное внимание уделено протонному резонансу, и лишь вкратце изложены результаты обширных исследований резонансов других ядер со спином /2 или ядер, обладающих квадру-польным моментом. Причина такого подбора материала совершенно очевидна в настоящее время именно в отношении высокоразрешающей протонной ЯМР-спектроскопии Жидкостей наиболее убедительно продемонстрирована самая общая применимость к решению тех проблем, с которыми сталкивается химик-органик. Несмотря на такой практический подход, обзор содержит значительные по объему разделы, посвященные теоретическим, а иногда и математическим аспектам метода. Это вытекает из убеждения автора в том, что использование ЯМР в химии уже теперь носит гораздо менее эмпирический характер, чем, скажем, инфракрасных спектров, и что в дальнейшем тенденция к устранению эмпиризма окажется еще более сильной. Не вызывает сомнения, что квалифицированное использование ЯМР требует более глубокого понимания основных принципов, чем любой другой спектроскопический метод из числа широко распространенных в органической химии. Физики, разработавшие теорию ЯМР-спектроскопии, сделали все возможное, чтобы их выводы и использованные Ими методы были понятны (другим физикам), поэтому вполне целесообразно затратить некоторые усилия, с тем чтобы изложить основы ЯМР-спектроскопии в доступной для химиков форме. В данном об зоре мы ограничимся изложением только тех вопросов теории которые имеют непосредственное отношение к установлении структуры соединений более полно физические принципы и математические аспекты ЯМР-спектроскопии изложены в превосходной книге Эндрю [5]. Отметим также обзорную статью Вертца [54] и опубликованные в последнее время монографии Робертса [55], Попла, Шнейдера и Бернстейна [117] и Джекмана (118]. [c.256]

В табл. 7 приведены основные спектроскопические характеристики наблюдавшихся в кварце методом ЭПР центров непримесной природы, получившие в литературе название дефектов -типа. Связь между полосами оптического поглощения и спектрами ЭПР дефектов определенного типа зачастую неоднозначна, поскольку многие работы по изучению оптического поглощения проводились без ЭПР-измерений или ЭПР-исследова-ния — без оптических измерений. [c.147]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология