Природа вращательных, колебательных и электронных спектров

Природа вращательных, колебательных и электронных спектров [c.38]

Переходя из одного стационарного состояния в другое, молекула испускает или поглощает квант света, энергия которого определяется разностью энергий исходного и конечного стационарных состояний. Оптическая молекулярная спектроскопия в зависимости от природы энергетических уровней подразделяется иа вращательную, колебательную и электронную. Движение всей молекулы относительно ее неподвижного центра тяжести обусловливают вращательные спектры. Изменение взаимного расположения атомов в молеку- ле дает колебательный спектр. Электронные спектры возникают при изменении распределения электронной плотности. [c.51]

Поэтому при поглощении молекулой ультрафиолетового излучения высокой энергии наблюдаемый спектр поглощения состоит из широких полос, являющихся результатом наложения большого числа узких полос, соответствующих различным переходам между близко расположенными подуровнями. Сложная природа электронных спек-ров многоатомных молекул делает очень трудным их полный анализ даже при использовании приборов высокого разрешения, т. е. высоко монохроматичных потоков излучений. Отсутствие вращательной и вращательно-колебательной структур можно наблюдать в спектрах жидких веществ и растворов, что связано с взаимодействием между соседними молекулами растворенного вещества и влиянием сольватации (большинство химических исследований относится именно к этим условиям). Полярные растворители обусловливают обычно значительно большие изменения в полосах поглощения, чем неполярные. Это объясняется тем, что оптические спектры возникают в результату поглощения или излучения света внешними электронами, наименее прочно связанными с ядром, которые требуют для возбуждения меньше энергии, чем внутренние электроны. [c.8]

В зависимости от природы энергетических уровней, между которыми происходят квантовые переходы, оптическая молекулярная спектроскопия подразделяется на вращательную, колебательную и электронную. Вращательные спектры связаны с движением молекулы как целого, происходящим без изменения положения центра тяжести (вращением). Колебательные спектры имеют место при изменении взаимного расположения атомов в молекуле. Наконец, электронные спектры возникают при изменении распределения электронной плотности, т. е. определяются электронным движением. [c.4]

Каждое вещество характеризуется набором различных состояний образующих его частиц — электронных, колебательных, вращательных и др. Поэтому любое вещество способно поглощать или излучать электромагнитное излучение. Однако набор поглощаемых и испускаемых частот определяется природой вещества. Этот набор называют соответственно спектром поглощения или спектром испускания вещества. [c.147]

Квантовая природа системы может проявляться как бы двояким образом через зависимость функции распределения от типа частицы, представляющей фермион или бозон, и через,дискретность энергетического спектра. Дискретность, как мы покажем позднее (гл. IX), важно учитывать при описании внутренних состояний молекул (электронных, колебательных, при низких температурах — также и вращательных). Энергетический спектр, соответствующий поступательному движению, всегда можно считать квазинепрерывным, так как расстояния между соседними уровнями для частицы, движущейся в макроскопическом объеме, чрезвычайно малы (даже в случае электрона). [c.174]

Если атомные спектры имеют исключительно электронное происхождение, т. е. обусловлены переходами электрона между двумя орбиталями, то природа происхождения молекулярных спектров более сложна. Поглощение энергии молекулой может быть связано не только с переносом электрона на энергетически более высоколежащую орбиталь, но и с возбужде- нием новых колебательных или вращательных состояний молекулы. Поэтому в общем случае повышение энергии молекулы при [c.157]

Молекулярная спектроскопия является одним из фундаментальных разделов современной физики, в котором с позиций волновой и квантовой физики изучаются процессы и закономерности взаимодействия электромагнитной радиации с отдельными молекулами и веществом в целом. Методы молекулярной спектроскопии позволяют исследовать вещества, находящиеся в любом агрегатном состоянии, и щироко используются для рещения самых разнообразньгх задач. В частности, анализируя вращательные спектры, можно определить многие параметры нормальной конфигурации молекул (длина связи, углы между связями и т. п.) колебательные спектры обычно используются для идентификации соединений в количественном и структурно-групповом анализе, а также для изучения различных по своей природе внутри- и межмолекулярных взаимодействий электронные спектры применяются как в качественном, так и, главным образом, в количественном анализе. [c.218]

Природа молекулярных спектров и их особенности определяются тремя основными видами движения, свойственными каждой молекуле — вращательным, колебательным и электронным. Первое из них заключается в периодическом изменении ориентации молекулы в пространстве, второе — в периодическом изменегаи относительного расположения атомов, а третье — в [c.218]

Так как эта книга посвящена только колебательным спектрам, в ней опущено описание электронных и вращательных спектров. Несмотря на то что колебательные спектры экспериментально наблюдаются как инфракрасные спектры пли как спектры комбинационного рассеяния, физическая природа этих двух типов спектров различна. Инфракрасные спектры возникают в результате переходов между двумя колебательными уровнями молекулы, находящейся в основном электронном состоянии, и обычно наблюдаются как спектры поглощения в инфракрасной области. С другой стороны, спектры-ком-бинационного рассеяния возникают при электронной поляризации, вызванной ультрафиолетовым или видимым -излучением. Когда молекула облучается монохроматическим светом с частотой V , то вследствие электронной поляризации молекулы, вызванной падающим светом, последняя излучает свет с частотой V (релеевское рассеяние), а также у у,- (комбинационнное рассеяние), где — колебательная частота. Таким образом, колеба- [c.18]

Структура электронных спектров сложных молекул в жидких растворах и стеклах выражена слабо. В лучщем случае удается идентифицировать несколько колебательных интервалов между пиками непрерывных полос поглощения. Тепловые флуктуации в жидком состоянии, по-видимому, мало влияют на общий вид этих спектров, хотя они могут в заметной степени зависеть от природы растворителя и температуры. С одной стороны, даже при отсутствии каких-либо специфических взаимодействий между молекулами растворенного вещества и молекулами растворителя, конечно, будет происходить сильная взаимная поляризация. С другой стороны, профиль электронной полосы поглощения будет зависеть от заселенности различных колебательных уровней энергии основного состояния. Поэтому, для того чтобы рассмотреть спектральные характеристики разбавленных растворов асимметричных молекул в оптически неактивной среде, примем следующую модель. Предположим, что каждая молекула растворенного вещества занимает ячейку внутри локальной жесткой матрицы, образованной молекулами растворителя. Эти ячейки имеют низкую симметрию или лищены симметрии, так как их форма определяется формой асимметричных молекул, которые они окружают. В отсутствие постоянных полей их оси беспорядочно ориентированы в пространстве. Поступательные и вращательные степени свободы молекул растворенного вещества проявляются теперь как колебательные и крутильные ветви с низкими основными частотами. Мы будем называть их либрациями . Упругие силы, соответствующие либрациям, зависят от микрокристаллического окружения, которое предполагается инертным. [c.54]

Природа взаимодействия столь различающихся по энергии квантов с веществом принципиально неодинакова. Так, излучение уквантов связано с ядерными процессами, излучение квантов в рентгеновском диапазоне обусловлено электронными переходами во внутренних электронных слоях атома, испускание квантов УФ- и видимого излучения или взаимодействие вещества с ними — следствие перехода внешних валентных электронов (сфера оптических методов анализа), поглощение ИК- и микроволновых квантов связано с переходом между колебательными и вращательными уровнями молекул, а излучение в ра-диоволновом диапазоне обусловлено переходами с изменением ориентации спинов электронов или ядер атомов. Для решения разнообразных задач наибольшее значение имеют спектральные методы анализа, оперирующие с излучением рентгеновского, оптического, ИК- и радиоволнового диапазонов. В данном практическом руководстве по физико-химическим методам анализа рассматриваются оптические методы, которые традиционно делятся па оптическую атомную и оптическую молекулярную спектроскопию. В первом случае аналитические сигналы в области спектра от 100 до 800 нм являются следствием электронных переходов в атомах, во втором — в молекулах. [c.7]

Вид спектра поглощения определяется как природой образующих его атомов и молекул, так и агрегатным состоянием в-ва. Спектр разреженных атомарных газов-ряд узких дискретных линий, положение к-рых зависит от энергии основного и возбужденных электронных состояний атомов. Спектры молекулярных газов-полосы, образованные тесно расположенными линиями, соответствующими переходам между колебательным и вращательным энергетич. уровнями молекул. Спектр в-ва в конденсиров. фазе определяется не только природой составляющих его молекул, ио и межмол. взаимодействиями, влияющими на структуру электронных уровней. Обычно такой спектр состоит из ряда широких полос разл. интенсивности. Иногда в нем проявляется структура колебат. уровней (особенно у кристаллов при охлаждении). Прозрачные среды, напр, вода, кварц, не имеют в спектре полос поглощения, а обладают лишь границей поглощения. [c.14]

При низких т-рах классич. статистика неприменима к идеальному Г. и заменяется квантовой статистикой Бозе-Эйнштейна или Ферми-Дирака для частиц с целым или полуцелым спином соответственно. Т-ра, ниже к-рой отчетливо проявляются квантовые св-ва идеального Г., тем выше, чем меньше масса частиц и чем больше плотность числа частиц. Для обычных Г. соответствующая т-ра очень Низка квантовые эффекты практически существенны лишь для Не, Из и в нек-рой степени для Ne. Квантовую природу системы, проявляющуюся в дискретности энергетич. спектра, необходимо учитывать при описании внутр. состояний молекул (электронных, колебательных, а нри низкнх т-рах-и вращательных). Энергетич, спектр молекул Г., соответствующий нх поступат. движению, можно считать квазииепрерывным, т. к. расстояния между соседними уровнями энергии малы. [c.475]

Окончательное решение вопроса о типе возбужденного электронного состояния, связанного с основной системой в спектре СЗ, и о природе возмущающих состояний стало возможным после детального анализа вращательной структуры полос в широком интервале значений и, выполненного Лагерквистом, Уэстерлундом, Райтом и Барроу [2537] специально для уточнения типа верхнего электронного состояния этой системы. Спектр СЗ возбуждался в разряде через поток СЗ,, и фотографировался в первом и втором порядках 21-футовой решетки. В работе [2537] был выполнен анализ вращательной структуры 24 полос (о 5, у" 7). При проведении анализа для вращательных постоянных СЗ в основном состоянии были приняты значения, найденные Моклером и Бердом [2930] в результате исследования микроволнового спектра различных изотопных модификаций СЗ = 0,82005, а" = 0,00592 и О" = 1,34-10 ш" ) (вычислено по соотношению (1.36)). Найденные в работе [2537] колебательные и вращательные постоянные СЗ в состояниях и Л П принимаются в настоящем Справочнике и приведены в табл. 186. Исследование возмущений в состоянии ЛЧТ позволило авторам работы [2537] установить, что они вызваны взаимодействием с [c.637]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология