Вращательные спектры поглощения молекул

Спектр поглощения. Симметричная двухатомная молекула не имеет дипольного момента, и при вращении он не возникает (р — 0). Отсюда дипольный момент перехода Р т ч = 0. Вот почему гомонуклеарные молекулы На, Оа, СЬ и т. п. не имеют вращательных спектров поглощения и испускания (неактивны в ИК- и МВ-спек-трах). У полярных двухатомных молекул (HF, КС1 и др.) вектор дипольного момента изменяет свое направление при вращении, т. е. р ФО, а дипольный момент перехода может быть отличен от нуля. Подстановка в (43.6) показывает, что это возможно только при условии [c.153]

Определите энергию вращения молекулы I на десяти первых вращательных квантовых уровнях и волновые числа девяти первых линий во вращательном спектре поглощения, если момент инерции молекулы 1е = 4,295.10 кг-м. Молекула жесткий ротатор. [c.25]

Для аналитических целей в УФ-, видимой и ИК-областях спектра обычно используют электронные, колебательно-вращательные и вращательные спектры поглощения. Электронные спектры появляются вследствие возбуждения молекулы и перехода ее на энергетически более высокий по сравнению с исходным состоянием уровень. Так как различия в энергиях этих уровней относительно велики, то поглощение наблюдается при значениях длин волн, соответствующих УФ- и видимой областям спектра. При поглощении в УФ- и видимой областях спектра происходят одновременно изменения электронной, колебательной и вращательной энергий. В ближней ИК-области проявляются изменения в колебательной и вращательной энергиях молекул. На поглощение энергии дальнего ИК-излучения влияет в основном только вращательная энергия, независимо от колебательного и электр.он-ного состояния молекулы. Более подробно теория данного вопроса изложена в ряде превосходных монографий, в частности 13Е 41, 73]. [c.345]

Межъядерное расстояние в молекуле равно 1,546-10 о м (1,546 А). Рассчитайте волновое число (см ) первой линии во вращательном спектре поглощения этого вещества. [c.6]

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]

Таким образом, вращательные переходы для молекул типа симметричного волчка, как и для двухатомных молекул, определяются только вращательной постоянной В, моментом инерции 1в = 1у вращательным квантовым числом /. В спектре поглощения молекул типа симметричного волчка наблюдается ряд равноотстоящих линий, так же как и в спектре двухатомных молекул. [c.174]

Рассчитайте волновое число линии во вращательном спектре поглощения Р Вг, которая соответствует переходу молекулы с уровня j = 1 на вращательный квантовый уровень / = 2, если равновесное межъядерное расстояние Гд — 1,7555-10 м. [c.24]

Квантовое число верхнего уровня может принимать значения / = 1, 2, 3,. .. При поглощении энергии волновое число пропорционально квантовому числу того вращательного уровня, на который переходит молекула. В далекой инфракрасной и микроволновой областях спектра появляются группы линий, расположенные на равных расстояниях друг от друга. Разрешены переходы А/ = 1. Чисто вращательным спектром поглощения обладают только полярные молекулы, гомоядерные двухатомные молекулы такого спектра не дают. [c.344]

Вращательные спектры поглощения молекул....... [c.266]

Распределение интенсивностей полос во вращательно-колебательном спектре поглощения так же как и во вращательном спектре поглощения является функцией распределения молекул по вращательным уровням невозбужденного колебательного состояния и описывается уравнением (1,15). [c.11]

ВРАЩАТЕЛЬНЫЕ СПЕКТРЫ ПОГЛОЩЕНИЯ МОЛЕКУЛ [c.85]

Определите энергию вращения молекулы iH 1 на десяти первых враш.ат ельных квантовых уровнях и волновые числа девяти первых линий во вращательном спектре поглощения, если момент инерции [c.27]

Что представляет собой чисто вращательный спектр поглощения двухатомной молекулы как жесткого ротатора и в какой области он проявляется [c.9]

Определите момент инерции молекулы F Br, если во вращательном спектре поглощения этого вещества обнаружено семь линий поглощения в интервале волновых чисел от 71,3 до 570,4 м-. [c.9]

Благодаря сложности электронно-колебательно-вращательных спектров многоатомных молекул определение их колебательных и вращательных постоянных из анализа электронных спектров, как правило, оказывается невозможным. Такой анализ был выполнен только для нескольких наиболее простых молекул типа НСО и СЮа. Поэтому постоянные в уравнениях (1.45)—(1.64) определяются в результате анализа инфракрасных колебательновращательных спектров и спектров комбинационного рассеяния, а также микроволновых вращательных спектров молекул. Определение частот нормальных колебаний со и постоянных ангармоничности Хпм многоатомных молекул возможно только при условии, что в спектре наблюдаются все основные частоты а также обертоны и составные частоты, связанные с каждой из этих постоянных. В связи с тем, что инфракрасные спектры многоатомных молекул обычно исследуются в поглощении, в них наблюдаются только основные частоты и, в лучшем случае, несколько наиболее интенсивных обертонов или составных частот. Поэтому для большей части многоатомных молекул в результате исследования спектров удается определить не частоты нормальных колебаний а основные частоты v . В частности, из 170 многоатомных молекул, рассматриваемых в Справочнике, частоты нормальных колебаний и постоянные ангармоничности известны только для 15 молекул. Результаты исследований инфракрасных спектров и спектров комбинационного рассеяния простых многоатомных молекул, выполненных по 1944 г., собраны в монографии Герцберга [152]. Однако результаты многочисленных исследований, выполненных после 1944 г., могут быть найдены только в периодической литературе. Обзоры исследований спектров многоатомных молекул, рассматриваемых в настоящем Справочнике, и обоснование выбора их колебательных постоянных даны в соответствующих разделах глав 2-й части этого тома. [c.66]

Вращательный спектр поглощения наблюдается только у веществ, находящихся в газообразном состоянии. Это обусловлено тем, что энергия межмолекулярного взаимодействия между молекулами в жидком и твердом состоянии вещества превышает энергию вращения. Чисто вращательные спектры поглощения наблюдаются в микроволновой и дальней инфракрасной (ИК) области спектра. [c.8]

В колебательно-вращательном спектре поглощения многоатомных молекул наблюдаются Р-, Q- и. / -ветви. Это позволяет определить непосредственным измерением волновые числа основных полос поглощения валентного асимметричного, деформационных-асимметричного и симметричного колебаний. Волновое число симметричного валентного колебания молекул метана не может быть [c.73]

Колебательно-вращательные спектры поглощения двухатомных молекул. Молекулы вещества, находящегося в газообразном состоянии, совершают вращательное движение наряду с колебательным движением атомов. При поглощении излучения молекулой происходит увеличение энергии колебательного движения и изменение энергии вращения [c.13]

Работа I. Изучение колебательно-вращательного спектра поглощения двухатомных газообразных молекул [c.67]

Сделать анализ полученного колебательно-вращательного спектра поглощения газа (см. 67). На спектрограмме написать серию линий, которая относится к и У -ветви. Против каждой линии написать вращательные квантовые числа исходного и конечного состояний молекулы. [c.68]

Расшифровать полученный колебательно-вращательный спектр поглощения метана (см. выше). На спектрограмме пометить, какая ветвь в спектре относится к Р-, С-и -ветвям. Написать вращательные квантовые числа исходного и конечного состояний молекулы против каждой линии в Р- и Я-ветвях. Определить волновые числа линий, соответствующих одинаковым значениям " в Р- и -ветвях для нескольких значений Результаты записать в таблицу по образцу [c.72]

Условием для получения колебательных и вращательных спектров поглощения или испускания является изменение дипольного момента, тогда как переходы, наблюдаемые в спектрах Ki связаны с изменением поляризуемости молекул. Благодаря различию правил отбора ИК-спектроскопия и спектроскопия КР существен но дополняют друг друга. [c.267]

Из уравнения (VI.5) вытекает, что во вращательном спектре двухатомной молекулы имеется серия равноотстоящих спектральных линий, соответствующих разным значениям вращательного квантового числа /. А расстояние между каждыми двумя соседними спектральными линиями равно 2В. Приведем пример расчета длины химической связи в молекуле НС1 из анализа Т К-спектра поглощения. В исследованном вращательном спектре хлористого водорода расстояние между спектральными линиями постоянно и равно в среднем Av= 1,242-Ю 2 с , тогда вращательная постоянная = 0,621 10 2 с-. Из (VI.3) момент инерции / = 2,672-10- °. Согласно (VI.4) длина химической связи в молекуле хлористого водорода определится [c.176]

За последние годы значительные успехи в определении вращательных постоянных многоатомных молекул в основном колебательном состоянии были достигнуты благодаря созданию радиоспектроскопических методов изучения вращательных спектров поглощения молекул в микроволновой области. Применение этих методов позволило определить вращательные постоянные ряда многоатомных молекул результаты исследований этих спектров и найденные значения постоянных собраны в монографиях Горди, Смита и Трамбаруло [164] и Таунса и Шавлова [416]. Следует, однако, отметить, что линейные симметричные молекулы, а также молекулы типа сферического волчка не имеют вращательных спектров. Вращательная постоянная А симметричных волчков, связанная с моментом инерции относительно главной оси симметрии молекулы 1а, также не может быть найдена из анализа вращательных спектров (см., например, [152], стр. 43). Эти обстоятельства существенно ограничивают возможности определения вращательных постоянных многоатомных молекул из их микроволновых спектров. [c.67]

Из этого примера ясно, как можно определять межатомные расстояния по вращательным спектрам поглощения., Естественно, что для многоатомных молекул такие измерения затруднительны, поскольку моменты инерции достаточно велики и линии расположены очень близко друг к другу-В Этом случае трудно определить частоты линий с высокой степенью точности. Необходимо отметить, что наблюдение чисто вращательных спектров поглощения молекул, расположенных в далекой инфракрасной области, возможно лишь для дкпольных молекул. Неполярные молекулы, такие, как Нг, Ог, СЬ, СН4, 2Н4 и др., не имеют чисто вращательных спектров поглощения. Вращательные спектры таких молекул исследуются методом комбинационного рассеяния света (см. стр. 22). [c.14]

Вращательные спектры поглощения. Молекулы, для которых дипольный момент равен нулю, не дают вращательных спектров пог иощения. К таким молекулам, в частности, относятся все симметричные двухатомные молекулы Э2, многоатомны е молекулы, имеющие центр симметрии i (в том числе многоатомные молекулы с линейной равновесной конфигурацией ядер, имеющие центр симметрии i), и все молекулы типа сферического волчка. [c.421]

Вращательные спектры двухатомных молекул в самом простом случае представляют собой полосы поглощения (абсорбции) излучения они, впрочем, характерны только для таких молекул, у которых имеется дипольный момент. Вращательные-термы можно получить довольно просто из уравнения Шрёдингера для жесткого ротатора с моментом инерции = тг . Подставим в уравнение Шрёдингера в качестве координаты путь по круговой орбите д = г(и, т. е. рассмотрим частный случай вращения в одной плоскости. Так как й(т)=г(1а, то [c.61]

Вращательные спектры поглощения многоатомных молекул наблюдаются только в том случае, если молекулы обладают постоянным дипольным моментом. По этой причине линейные симметричные молекулы (например, Oj, S2, С2Н2), все молекулы типа сферического волчка и некоторые молекулы типа симметричного [c.175]

Определение молекулярных констант по колебательно-враща-тельному спектру поглощения. Переходы А/=0 для двухатомных молекул запрещены правилом отбора (1.12). Поэтому в колебательно-вращательном спектре поглощения основная полоса колебательного спектра не наблюдается. Однако если взять полусумму волновых чисел симметричных линий в колебательно-вращательном спектре и Р-ветвей, то получим волновое число основной полосы поглощения колебательного спектра. Из уравнений (1.36) и (1.37) следует, что разность волновых чисел соседних линий в колебательно-вращательном спектре равна [c.14]

Снять колебательно-вращательный спектр поглощения метана в области 2700—3300 см . На спектрограмме написать отнесение линий к Р-, Q и Я-ветвяи. Против каждой линии написать вращательные квантовые числа исходного и конечного состояний молекулы. Определить волновые числа линий, соответствующих переходам 0- -1 и в Я-ветви асимметричного валентного колебания. Определить значения трех-четырех разностей волновых чисел соседних линий Лv для трех-четырех разных значений По значениям Лу рассчитать вращательную постоянную и момент инерции. Равновесное межъядерное расстояние гс-н рассчитать по моменту инерции и исходя из тетраэдрической структуры молекулы метана. Рассчитать относительные и абсолютные погрешности прн определении I и Гс-Н- [c.72]

Спектр поглощения должен содержать набор тех же линий, что представлены в спектре испускания. В случае молекул спектр получается более сложным. Это связано с тем, что как энергия основного состояния молекулы, поглощающего электромагнитное излучение, так и энергия электронно-возбужденных состояний, образующихся в результате поглощения излучения, не являются столь однозначно определенными величинами, как для атомов. Они характеризуются набором возможных значений энергии колебаний и вращения молекулы. Поэтому вместо одной линии в спектре поглощения молекулы каждод1у электронному переходу соответствует множество линий, отвечающих различным многочисленным вариантам сопутствующих переходов между колебательными и вращательными состояниями молекулы. Практически за исключением спектров поглощения простейших многоатомных частиц, находящихся в газовой фазе (когда отсутствуют дополнительные возмущения, вносимые нековалентными взаимодействия-I I I II I м [ I I I I I ми), все линии, соответствующие одному [c.152]

Врашательные переходы требуют очень низкой энергии, в силу чего соответствующие им спектры полу- чаются в чистом виде в дальней инфракрасной и микроволновой области при Я > 50 мкм. Типичные вращательные спектры легких молекул появляются в области 0,2—2 мм, тогда как для более тяжелых молекул они смещаются в длинноволновую область. Так, вращательные переходы в молекуле хлороформа возникают при поглощении электромагнитных волн с длиной волны 1—3 см. Так как при вращении молекулу, можно рассматривать как целостное материальное тело, то вращательные спектры, характеризуют не отдельные ее составляющие части (атомы или атомные группы), а молекулу как единое целое. [c.159]