Введение в теорию молекулярных спектров

ВВЕДЕНИЕ В ТЕОРИЮ МОЛЕКУЛЯРНЫХ СПЕКТРОВ [c.20]

Книгу можно рассматривать как введение в квантовую химию для студентов и химиков, интересующихся теорией, но не имеющих специальной математической и физической подготовки. В ней рассматривается применение метода молекулярных орбиталей к органическим соединениям. В простой форме даны основные идеи метода и на множестве примеров показано, как химику самому производить необходимые расчеты. В отличие от книги Стрейтвизера, выпущенной в русском переводе издательством Мир в 1965 г., здесь приведено большое число молекулярных диаграмм и подробно изложена теория электронных спектров поглощения и особенно электронного парамагнитного резонанса ароматических радикалов. Интересен раздел, посвященный механизму реакций полимеризации. [c.4]

Важным результатом проведенного нами рассмотрения при помощи теории возмущений является непосредственное объяснение присущей азулену глубокой сине-фиолетовой окраски в отличие от бесцветного нафталина. Как видно на рис. 2, сближение атомных орбит и хе оставляет неизменными энергии Еу и Ее, исходных молекулярных орбит Фг и Фз десятичленного кольца, в то время как молекулярные орбиты Фг и Фз соответственно стабилизируются и дестабилизируются с введением новой связи. Переход электрона с теперь верхней занятой ЛКАО МО Фз на нижнюю незанятую Фу соответствует длинноволновой полосе поглощения нафталина, расположенной около 310 м х. Разность энергий 7—Ев составляет около 1,236 8 и, согласно соотношению Бора АЕ = /г v с — скорость света), должна быть пропорциональна волновому числу V = 32 000 см соответствующему приведенной выше длине волны 310 м х наблюдаемого перехода, С другой стороны, возмущение исходных уровней энергии Ев и Ег десятичленного кольца при приводящем к азулену соединении атомных орбит Х4 и /з обусловливает заметно меньшую энергию перехода с верхней, занятой, на нижнюю, незанятую орбиту. Разность Ез + ЬЕг) Е% + З в) равна 0,836, как это видно на рис. 3. Таким образом, наше примитивное рассмотрение показывает, что длинноволновый переход азулена должен быть заметно сдвинут в длинноволновую область спектра по сравнению с нафталином. Это действительно имеет место. [c.195]

Предсказать число оптически активных колебаний в кристалле, зная его структуру, относительно нетрудно, однако довольно-таки сложно решить эту проблему количественно. Анализ колебаний свободной молекулы не представляет трудности только в простейших, случаях. В кристаллах дело обстоит значительно сложнее из-за того, что необходимо учитывать взаимодействие между молекулами. В различных методах для описания колебательного спектра используются потенциалы, силовые постоянные и структурные параметры. Во-первых, обобщенный кристаллический потенциал выбирают определенным образом, включая в него члены, ответственные за молекулярные взаимодействия при этом задача решается методами теории колебаний свободных молекул. Во-вторых, делаются попытки, более или менее успешные, объяснить смещение частот и расщепление полос в спектре кристаллов введением малого дополнительного члена (возмущения) в потенциал свободной молекулы. И, наконец, для предсказания частот мод решетки простейших молекулярных кристаллов используют межмолекулярные потенциальные функции, соответствующие различным физическим предположениям. [c.387]

Однако позднейшие исследования показали, что эта идеальная схема, созданная на основе классической теории, не может соответствовать действительности. С развитием физических исследований оказалось, что молекулярная модель, построенная на основе законов классической механики и электродинамики, с одной стороны, полна внутренних противоречий, а с другой — несостоятельна при объяснении некоторых явлений. Последнее стало особенно заметным при истолковании спектров классическая модель, какая бы она ни была, никогда не даст возможности предвидеть эмиссию волн определенной длины, соответствующих тонким спектральным линиям. Все же Н. Бору удалось введением небольшого числа постулатов так видоизменить классическую модель, что она, казалось, стала удовлетворять экспериментальным требованиям. Однако введенные в теории Бора постулаты квантовой теории не только чужды классическим представлениям, но отчасти находятся с ними даже в непосредственном противоречии. Созданное на основе теории Бора представление о молекуле не свободно от [c.111]

Общие представления о характере молекулярного движения в цепочечных молекулах оказываются достаточными для того, чтобы понять причины, обусловливающие возникновение широкого набора времен релаксации и выполнение принципа температурно-временного приведения, а также качественно описать форму спектра времен релаксации в переходной зоне. Введение дополнительных представлений о мета-стабильной сетке захлестов позволяет распространить теорию на зону плато. [c.32]

Основные положения теории кристаллического поля изложены здесь очень кратко. Теория позволяет успешно интерпретировать в очень многих случаях спектры поглощения растворов, содержащих ионы переходных элементов. Следует, однако, иметь в виду, что при исследовании комплексов с ковалентными связями необходимо пользоваться теорией поля лигандов, которая является объединением теории кристаллического поля с методом молекулярных орбит Малликена [15]. В последние два-три года появились несколько статей и книг, посвященных этим вопросам, на русском языке. Среди них можно отметить статью Т. Данна в монографии Современная химия координационных соединений [16], книгу И. Б. Бер-сукера и А. В. Аблова Химическая связь в комплексных соединениях [17], книгу Л. Оргела Введение в химию переходных металлов [18] и особенно книгу К. Бальхаузена Введение в теорию поля лигандов [5]. [c.115]

Для современного состояния спектральных методов характерно существенное расширение диапазона энергий используемого излучения. Так, наряду со спектроскопией в видимой и близких к ней областях, возникли рентгеновская и фотоэлектронная спектроскопия. Оба эти раздела до сих пор не обсуждались в книгах по применению физических методов в неорганической химии. Статья Боннелля должна быть полезна в качестве введения в рентгеновскую спектроскопию. Следует, однако, иметь в виду, что она не охватывает всех вопросов, связанных с этой интересной и исключительно важной для неорганической химии областью. Тем не менее, ее можно рекомендовать, так как она позволяет читателю, заинтересовавшемуся предметом, познакомиться с более специальными работами, например с книгой Баринского и Нефедова [9], посвященной определению эффективных зарядов атомов в неорганических соединениях по рентгеновским спектрам, и с новым направлением, пока еще не отраженным в монографической литературе, — определением положения внутренних энергетических уровней (молекулярных орбиталей) молекул. Метод фотоэлектронной спектроскопии, созданный академиком Терениным и независимо автором соответствующей главы Тернером, также весьма перспективен для неорганических веществ. Этот метод позволяет судить об энергиях высших заполненных молекулярных орбиталей, так что в настоящее время, комбинируя результаты исследования электронных спектров в видимой и ультрафиолетовой областях, фотоэлектронных спектров и рентгеновских спектров, можно на основании опытных данных в благоприятных случаях построить полную картину электронных уровней системы (их последовательности по энергиям), а иногда и выяснить вопрос о том, из каких атомных орбиталей и в каких соотношениях образуются соответствующие молекулярные орбитали. Тем самым схемы молекулярных орбиталей, которые до сих пор строились только на основании теоретического рассмотрения и казались многим химикам искусственным и сомнительным описанием молекул, становятся непосредственным следствием эксперимента. Правда, до последнего времени метод фотоэлектронной спектроскопии применялся только к сравнительно простым неорганическим молекулам, но можно надеяться на расширение круга объектов при дальнейшем совершенствовании методики и теории. [c.8]

Уникальной особенностью масс-спектров низкого разрешения является то, что массовые числа молекулярных и осколочных ионов принадлежат к ряду натуральных чисел и, следовательно, для их интерпретации могут быть использованы некоторые положения теории чисел (понятия о классах вычетов и операциях с ними, о сравнениях по заданному модулю и т. д.). Основанные на этих понятиях новые подходы к интерпретации масс-спектров позволяют значительно упорядочить и упростить методику групповой идентификации органических соединений и использовать для этой цели простейшие ЭВМ (вплоть до карманных калькуляторов и персональных компьютеров). Именно на основе положений теории чисел становится ясной целесообразность введения че-тырнадцатиричной системы счисления массовых чисел в спектрах низкого разрешения. Открываются также новые возможности упрощения расчета брутто-формул по интенсивностям изотопных пиков и данным спектров высокого разрешения, а также привлечения других методов исследования для уточнения отнесения неизвестных веществ к соответствующим гомологическим рядам. Используемое в перечисленных случаях понятие о гомологических инкрементах аддитивных свойств также связано с четырнадцатиричной системой счисления массовых чисел. [c.5]

В последние годы при рассмотрении высокоэластических свойств макромолекул разработан математический аппарат дробно-линейных операторов, который допускает компактное описание ряда релаксационных явлений. Важно, что при решении соответ-ствуюшего диффузионного уравнения для случая движения макроцепи учитываются не только кинетические характеристики звеньев макромолекулы, но и термодинамические свойства последней. Это достигается посредством введения соответствующих тензоров силовых коэффициентов. С точки зрения развития молекулярно-кинетической теории полимерных цепей полезен анализ конкретных механизмов релаксационных процессов, связанных с мелкомасштабными или с сегментальными движениями цепей (поворотно-изомерный механизм, крутильные колебания и их комбинации), и анализ форм результирующих спектров времен релаксации при разных способах силового возбуждения. [c.6]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология