Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Вращательное движение и вращательные спектры молекул

    Число основных колебаний вытекает из числа степеней сво- боды молекулы. Молекула, состоящая из п атомов, имеет Ъп степеней свободы. Из них 3 степени свободы падают на поступательное и 3 (для линейно построенных молекул 2) на вращательное движение. Колебательное движение молекулы имеет 3>п — 6 (для линейных молекул Ъп — 5) степеней свободы. Такого количества нормальных основных колебаний и следует ожидать в спектре. Однако поглощение ИК-излучения электромагнитного переменного поля наблюдается только в том случае, если происходящий при этом переход на более высокий колебательный уровень связан с изменением электрического диполь-ного момента молекулы. Только такие переходы являются разрешенными. Поэтому особенно интенсивное поглощение обусловлено наличием в молекуле сильнополярных групп (например, >С=0, —50г, —N02 и т. д.). Напротив, неполярные группы, имеющиеся в симметрично построенных олефинах (К2С=СКг) пли азосоединениях (К—Н = Н—К), не проявляются в ИК-спектрах. Многие колебания, неактивные в ИК-спектре, обнаруживаются в спектрах комбинационного рассеяния (спектрах Рамана) последние несут особенно ценную информацию, дополняя ИК-спектроскопическое исследование. [c.131]


    Кроме линий, соответствующих возбуждению нейтральных атомов, в пламенных спектрах часто наблюдаются линии и полосы молекул и радикалов. При этом возможны наложения спектров, обусловленных процессами возбуждения электронов, и спектров, связанных с изменениями колебательного и вращательного движения атомов в молекулах. Возникающие при этом полосатые спектры уже нельзя разрешить самыми чувствительными приборами. Иногда их можно использовать для целей количественного анализа (например, интенсивную полосу излучения радикала СаОН или молекулы СаО). [c.374]

    I. Законы фотохимии. В фотохимии рассматриваются закономерности влияния электромагнитных колебаний видимого и ультрафиолетового участков спектра на реакционную способность химических систем. Общая реакционная способность химической системы характеризуется значениями стандартного сродства реакций А<3 (7 ) и стандартного сродства в процессе образования переходного состояния АО" Т). Значения АО"(Т) и С (Т) изменяются с изменением температуры. При повышении температуры в системе изменяется кинетическая энергия поступательного и вращательного движения молекул и энергия колебательного движения ядер атомов. В области средних температур энергия движения электронов при изменении температуры практически остается постоянной. Чтобы перевести электроны на более высокие электронные энергетические уровни, надо нагреть систему до высоких температур, при которых многие реагенты разлагаются. При воздействии на химическую систему электромагнитными колебаниями с частотой видимого и ультрафиолетового участков спектра изменяется энергия движения электронов. Поглощая квант энергии, электроны переходят с ВЗМО на НСМО. Образуется возбужденная молекула, обладающая избыточной энергией. Распределение электронной плотности в возбужденных молекулах существенно отличается от распределения электронной плотности в исходных молекулах. Повышается энергия колебательного движения ядер. Физические и химические свойства возбужденных молекул отличаются от свойств молекул в невозбужденном состоянии. Появляется возможность получения новых веществ, синтез которых невозможен при термическом воздействии на систему. [c.610]

    Определение молекулярных констант по электронно-колебатель-но-вращательному спектру. Молекулы при электрическом разряде и достаточной разности потенциалов возбуждаются. При переходе молекулы или радикала из возбужденного электронно-колебатель-но-вращательного состояния на различные колебательно-вращательные уровни нулевого электронного уровня происходит излучение квантов светового потока с энергиями, равными разности энергий между высоким и низким энергетическими уровнями. Без учета энергии вращательного движения молекулы можно записать энергию электронно-колебательного уровня как сумму энергий электронного состояния и колебательного движения  [c.19]


    Молекулы АТ обладают некоторой гибкостью, т. е. способностью к конформационным превращениям. С помощью поляризованной люминесценции комплексов IgG с люминесцирующими красителями были установлены времена вращательной релаксации т, оказавшиеся порядка 50 не (см. 5.5). Эти значения соответствуют броуновскому вращательному движению не всей молекулы белка, но малых ее участков, т. е. указывают на гибкость молекулы белка. По-видимому, домены обладают подвижностью. Взаимодействие гаптена с АТ приводит к заметному увеличению X, что указывает на изменение конформации АТ. Было установлено, что при образовании комплекса АТ—А Г конформация АГ также меняется. Данные оптических измерений подтверждаются исследованиями спектров электронного парамагнитного резонанса антител, содержащих парамагнитные метки. [c.126]

    Таким образом, основное свойство комбинационного рассеяния — изменение частоты колебаний падающего света на величину, характерную для самой молекулы (ее колебательного или вращательного движения). В спектре наряду с линией возбуждающего излучения наблюдаются по одну сторону от нее линии меньшей интенсивности с увеличенной длиной волны (уо—У ) (красные спутники, или стоксовы линии), а по другую — еще более слабые линии с меньшей длиной волны (уо + у ) (фиолетовые спутники, или антисток-совы линии). Это явление, открытое в 1928 г. советскими физиками Л. И. Мандельштамом и Г. С. Ландсбергом и одновременно индийским физиком Раманом, получило название спектров комбинационного рассеяния. [c.42]

    В первом разделе нашей книги дано элементарное изложение некоторых вопросов теории и экспериментальной техники вращательных и колебательных спектров молекул< В связи с этим необходимо напомнить, что внутренняя энергия молекул, связанная с движением его электронов и ядер, а также с вращением молекулы как целого в пространстве, подчиняется законам квантовой механики. [c.6]

    В наиболее чистом виде вращательные спектры молекул можно наблюдать при изучении разреженных газов. Основной моделью, с помощью которой в спектроскопии производится рассмотрение вращательного движения двухатомных молекул, является модель жесткого ротатора, представляющего собой две массы (/ПJ il и т г), находящиеся [c.41]

    Свойства и применение устойчивых изотопов. Более значительные изменения, чем наблюдаемые в атомных спектрах (см. выше, стр. 761), обнаруживаются в спектрах молекул, в которых определенные атомы замещены на их изотопы. Действительно, колебательные и вращательные движения, которые определяют спектры молекул (стр. 102), очень сильно зависят от атомных и соответственно молекулярных масс. При изучении спектров молекул кислорода были найдены изотопы и 0 и определено соотношение  [c.763]

    Вращательные спектры. Молекулы вещества, находящегося в газообразном состоянии, совершают постоянно свободное. вращательное движение вокруг осей симметрии, проходящих через центр тяжести молекулы. Кинетическая энергия вращательного движения может быть выражена уравнением [c.68]

    Другие методы основаны на изучении вращательного движения. Вращательное броуновское движение в отсутствие внешних полей можно исследовать методом поляризованной флуоресценции. Спектры ЯМР и ЭПР также, как правило, содержат информацию о вращательном движении. В данном случае внешнее магнитное поле не оказывает значительного влияния на движение молекул. При ориентации в потоке или электрическом поле нормальное изотропное распределение макромолекул в растворе может изменяться. Вращательное движение, восстанавливающее исходную ориентацию, исследуется с помощью различных методов, в том числе двойного лучепреломления и дихроизма. Вязкость является характеристикой суммарных свойств раствора. Она в значительной степени определяется как вращательным, так и поступательным движением больших молекул растворенного вещества. [c.187]

    Описанное приближение, в котором электроны точно следуют за движением ядер, справедливо не всегда. О его нарушении свидетельствует, например, существование А-дублетов во вращательных спектрах молекул. Согласно приближению (1.2.5)—(1.2.7), в линейных молекулах две электронные зх-орбитали должны быть вырождены относительно поворотов вокруг оси молекулы, но экспериментально такого вырождения не наблюдается (указанные орбитали четко разделены по энергии). В этой связи полезно заметить, что идея о точной адаптации состояния движения электронной системы к любому изменению расположения ядер по существу заимствована из классической механики, в которой состояние электронов может изменяться непрерывно в квантовой же механике состояния движения квантованы и электроны не всегда способны легко изменить свое состояние так, как это следовало бы из соотношения скоростей движения электронов и ядер. Пример такой квантовомеханической устойчивости состояния движения электронной системы дает простая химическая реакция перезарядки [8] ) [c.14]


    Спектры молекул значительно сложнее, чем спектры атомов, и состоят не из отдельных линий (см. рис. 6), а из полос (рис. 88). Сложность молекулярных спектров обусловлена тем, что в молекуле наряду с движением электронов относительно ядер происходит колебательное движение самих ядер и вращательное движение молекулы как целого. Этим трем видам движения — квантовым переходам — соответствуют электронный, колебательный и вращательный спектры (см. табл. И). [c.143]

    Величина многочленной функции вращательного движения зависит от температуры, основных моментов инерции и симметрии молекулы. Моменты инерции можно рассчитать по величинам углов и длин связей или с помощью инфракрасных или микроволновых спектров молекул. [c.371]

    Вращательное движение молекул, вращательные спектры. Молекулы вещества, находящегося в газообразном состоянии, могут вращаться вокруг центра тяжести молекулы. Если в первом приближении рассматривать двухатомную молекулу как жесткий ротатор с массами и гп и расстоянием между центрами тяжести атомов г, то координата центра тяжести такой молекулы точка с (рис. 1) может быть найдена при совместном решении двух уравнений [c.5]

    Колебательное движение, колебательные спектры. Наряду с вращательным движением молекула совершает постоянное внутримолекулярное колебательное движение, т. е. периодическое увеличение и уменьшение расстояния между ядрами (рис. 3). [c.7]

    Наименьшее значение имеет энергия вращательных переходов в молекулах ей соответствует излучение, лежащее, в дальней инфракрасной области. Вращательные спектры можно наблюдать п чистом виде без наложения на них изменений в других видах движения — колебательных н электронных переходов. [c.65]

    ВРАЩАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ И ВРАЩАТЕЛЬНЫЕ СПЕКТРЫ ДВУХАТОМНЫХ МОЛЕКУЛ [c.24]

    В уравнениях (IV. П) и (IV. 12) второй член зависит только от вращательного квантового числа /. Первый член зависит от квадрата кван тового числа к, определяющего проекцию момента количества движения на главную ось симметрии, проходящую через центр тяжести молекулы. Каждый энергетический уровень 2(2 + 1) раз вырожден, за исключением нулевого уровня, где й = О и вырождение 2/ + 1. При поглощении квантов электромагнитного излучения во вращательном спектре наблюдают переходы молекул Д/ = + 1, Дй = 0. [c.29]

    На рис. 8 показаны энергетические уровни, переходы молекул при поглощении квантов электромагнитного излучения и вид спектра поглощения двухатомных молекул. Уравнения (V. 17) и (V. 18) выведены с учетом того, что вращательная постоянная В зависит от энергии колебательного движения. Вращательная постоянная В уменьшается с ростом энергии колебательного движения, что выражается уравнением [c.36]

    Вращательное движение, вращательные спектры. Многоатомные линейные молекулы обладают двумя степенями свободы вращательного движения вокруг осей, проходящих через [1ентр тяжести молекулы и перепендикулярных оси молекулы. Моменты инерции молекулы при вращении вокруг обоих осей одинаковы и, следовательно, одинаковы и вращательные постоянные в уравнении (1,8). [c.18]

    Энергия Дквр, расходуемая на увеличение скорости вращательного движения, поглощается из потока квантов света, падающего на вещество и в спектре света, прошедшего через вещество, наблюдается появление целого ряда максимумов поглощения. Энергию кванта света, соответствующую максимуму поглощения, можно приравнять к изменению энергии вращательного движения молекул  [c.8]

    В зависи.мости от того какие лучи электромагнитного спектра пропускать через вещество, могут возбуждаться либо вращательные, либо колебательные движения, либо электронные переходы, либо все виды движений одновременно. Возбуждение того или иного движения в молекуле происходит тогда, когда его частота совладает с частотой электромагнитного колебания (резонанс). Наибольшей энергией обладают рентгеновские лучи (Я = 0,01 — 10А), еатем ультрафиолетовые лучи (10ч-4000.4), затем видимый свет (4000.А.8000А), затем инфракрасные лучи (0,8—300 р), затем микроволны 0,03—100 см и далее радиоволны. Энергия радиоволн слишком мала, чтобы возбуждать колебания молекул органических веществ. Микроволны и длинные инфракрасные волны могут возбуждать только вращательные движения в молекулах. Если частоты колебания этих волн совпадают с собственной частотой вращения отдельных частей молекулы, то происходит резонансное поглощение энергии инфракрасного облучения этой частоты, что отразится в спектре поглощения. Такого рода спектры применяются для тонкого структурного анализа органических веществ. Инфракрасные спектры органических соединений обычно изучают в пределах длтш волн 1 25 х, при этом линии поглощения Б спектре появляются за счет вращательного п колебательного движения в молекулах исследуемого вещества. Каждой функциональной группе и группе атомов в молекуле исследуемого соединения в спектре соответствует одна или несколько линий с опре-денной длиной волны. С помощью инфракрасных спектров можнс проводить идентификацию чистых углеводородов, анализировать качественно и количественно смеси нескольких компонентов вплотг-до обнаружения таких близких структур как цис- и транс-изомеры. На рис. 16 приведен г /с-спектр толуола. [c.32]

    Познакомимся на примере вращательного спектра молекулы СО, каким образом выполняется расчет размеров молекулы. Враще ние двухатомной молекулы можно моделировать (рис. А. 18). Воспользовавщись законом сохранения момента количе- стза движения т Г1=тп2Г2, момент инерции системы % = [c.62]

    Вращательное движение многоатомных молекул. Вращательноколебательные спектры. Многоатомные линейные молекулы обладают двумя степенями свободы вращательного движения вокруг осей, проходящих через центр масс молекулы и перпендикулярно оси молекулы. Оба момента инерции одинаковы и, следовательно, одинаковы и вращательные постоянные, которые могут быть определены из вращательного или вращательно-колебательного спектра по одному из уравнений (1.38), (1.42), (1.43). У молекул типа сферически симметричного волчка все три момента инерции одинаковы  [c.23]

    Конечно, представление о постоянстве г слишком упрощено. Если бы движение молекулы подчинялось законам классической механики, то при большой скорости ее вращения вследствие центробежной силы расстояние между атомами должно было бы возрастать. Такой характер влияния вращения на колебания молекулы может быть описан с помощью, квантовой механики. При этом выражение для Е/ усложняется. При более строгом квантовомеханическом описании необходимо учитывать влияние на колебательную энергию движения электронов (тонкая структура вращательных термов). В случае многоатомных молекул выражение для энергии еще сложнее. Энергетические уровни остаются дискретными, и вращательный спектр молекулы находится в инфракрасной области. [c.144]

    Спектры комбинационного рассеяния света [76]. Составные части молекулы подвержены различным квантованным движениям, связанным с поглощением молекулой света. Из них колебания электронов происходят с самыми высокими частотами и потому осуществляются при поглощении видимого и ультрафиолетового света. Колебательным и вращательным движениям, в которых участвуют сами атомы, свойственны более низкие частоты, и, хотя они иногда возникают при поглощении света, имеющего более высокз о частоту, они связаны все же в основном с поглощением в инфракрасной области спектра. [c.195]

    Нетрудно видеть, что колебательно-вращательные спектры служат в этих условиях источником весьл а ценной информации о характере вращательного движения молекул в жидкой фазе вещества. Как показали проведенные исследования, из соотношения интенсивностей Q-, Р- и -полос в таких спектрах удается, в частности, определить среднюю высоту потенциального барьера, препятствующего вращению молекул. Так, для системы НС1-ЬСС14 указанная величина составляет 250—300 см Ч Веще более нейтральных растворителях эта величина несколько меньше, тогда как в полярных средах она значительно возрастает, что приводит к исчезновению из спектра Р- и -полос. [c.127]

    Молекулярные колебания проявляются в инфракрасных спектрах и спектрах комбинационного рассеяния света. Энергетические изменения, происходящие при молекулярных колебаниях, обычно не затрагивают электронного состояния молекулы. Изменения в колебательных и вращательных состояниях небольших молекул приводят к появлению по,лос в инфракрасной области. Поскольку энергия, обусловленная вращательным движением, мала, соответствующие полосы раполагаются при низких частотах. В спектрах полимеров, в молекулах которых отсутствует свободное вращение, они не встречаются. Изменение динольного момента молекулы во время колебания является необходимым условием поглощения или испускания света. Спектры комбинационного рассеяния получаются обычно при поглощении излучения в видимой области и последующем испускании света с измененной частотой. Наблюдаемые изменения соответствуют энергии колебательных уроврей молекулы . Условием для появления полосы в спектре комбинационного рассеяния является изменение поляризуемости во время колебания, с которым она связана. Спектры комбинационного рассеяния полимеров будут рассмотрены очень кратко. [c.10]

    Спектры поглощения растворов и веществ в жидком и твердом состояниях. Энергия межмолекулярного взаимодействия в конденсированном состоянии больше энергии вращения молекул. Молекулы не могут совершать полные обороты и вращательные полосы в спектрах не наблюдаются. Вместе с этим полосы поглощения, связанные с изменением энергии колебательного движения и электронного возбужде-1П1Я молекул, становятся более широкими. [c.21]

    При иннмателыюм рассмотрении спектра излучения молекулы СЫ между каптами полос можно легко обнаружить топкую структуру, соответствующую изменению энергии вращательного движения. Возникновение этих линий в спектре связано с тем, что прн изменении электрошюго состояния происходит изменение и энергии колебательного и энергии вращательного движения. [c.70]

    Электронные переходы в молекуле определяются ее внутренними движениями, как и в случае атома. При поглощении и излучении молекулами световой энергии, кроме изменения электронного состояния молекулы, происходят изменения колебательного двн>кенця различных частей мо.яекулы и ее вращательного движении в целом. Изменения энергии при электронных переходах имею ] величины, примерно в десять раз превышающие изменения энергии колебательных движений и в тысячу раз превышающие изменения энергии вращательного движения. В соответствии с этш[ электронные переходы чаще всего дают спектры излучения или поглощения в видимой или ультрафиолетовой части спектра. Колебательные и вращательные спектры в соответствии с меньшей величаной изменения энергии проявляются в инфракрасной области На электронные спектры всегда накладывается влияние одновременно происходящих изменений энергии колебательного и вращательного движений, а на колебательные спектры — влияние изменений энергий вращательного движения. В чистом виде проявляются только вращательные спектры (в далекой инфракрасной области). По ним можно вычислить главные моменты инерции молекул и определить их геометрические размеры и конфигурации. [c.91]

    Энергия колебательных переходов приблизительно в 10 раз больше энергии вращательных переходов соответствующее им излучение лежит в ближней инфракрасной области. Изменения в колебатель[Юм движении молекулы всегда сопровождаются изме-иенпямн во вращении, поэтому колебательный спектр в отличие ог враи ательиого не может наблюдаться в чистом виде эти спектры всегда накладываются друг на друга, образуя колебательно-вращательный спектр. [c.65]

    Переходам электронов в молекулах, так же как и в атомах соответствуют энергии в несколько электронвольт соответствующее электронным переходам излучение является видимым и ультрафиолетовым. Переходы электронов сопровождаются изменениями в колебательном и вращательном движении все это отражается иа спектре, который в этом случае показывает совокупность всех видов энергетических изменениГгв молекулах. [c.65]

    Р е щ е н и е. Определим среднюю разность волновьм чисел со седних линий в спектре поглощения (м ) Auj = 40,571 Av = 40,572 Av, = 40,600 Av p = 40,581. Так как молекула O S линейная, то она имеет только две степени свободы вращательного движения. Оба момента инерции равны между собой. Л омент инерции находим по уравнению [c.30]

Смотреть страницы где упоминается термин Вращательное движение и вращательные спектры молекул: [c.80]    [c.97]    [c.242]    [c.107]    [c.31]    [c.487]   
Смотреть главы в:

Введение в молекулярную спектроскопию -> Вращательное движение и вращательные спектры молекул



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Вращательное движение и вращательные спектры двухатомных молекул

Вращательное движение и вращательные спектры многоатомных молекул

Г л а в г V- Колебательное движение атомов в молекулах. Колебательные и колебательно-вращательные спектры

Движение вращательное

Движение молекулы

Спектры вращательные

Спектры молекул



© 2025 chem21.info Реклама на сайте