Электронно-колебательная структура и спектроскопия

Электронно-колебательная структура и спектроскопия [c.316]

В случае УФС, как мы увидим, разрешение таково, что можно легко регистрировать колебательную структуру, связанную с электронным состоянием ионизуемой молекулы. Аналогия с электронной абсорбционной спектроскопией очевидна. В эксперименте УФС фотоионизации с испусканием электрона сопутствует электронный переход из основного состояния исходной молекулы в основное электронное состояние (иногда в возбужденное состояние, см. ниже) ионизованной молекулы. В электронной абсорбционной спектроскопии колебательная структура наблюдается для возбужденного электронного состояния, а в УФС — для электронного состояния ионизованной молекулы. Тогда явная форма уравнения (16.23) для энергии, необходимой для освобождения электрона из молекулы, выглядит как [c.332]

Нетрудно сообразить, что соответствующий спектр будет состоять из одной линии поглощения или ряда таких линий, если у системы имеется несколько возбужденных состояний (Ч ех , Ч Ех2 и т. д.). Реальные спектры поглощения молекул по разным причинам состоят не из отдельных линий, а из полос. Каждому электронному состоянию молекулы соответствует ряд колебательных состояний, а колебательным состояниям — ряды вращательных состояний (рис. 13.5). Поэтому полосы поглощения, отвечающие электронным возбуждениям, обладают колебательной структурой, колебательные полосы имеют вращательную структуру, а вращательные полосы — еще и квадрупольную структуру. Разумеется, соотнощение (13.6) также однозначно определяет частоту излучения, которое испускает молекула при переходе из состояния Ех в состояние О, если этот переход сопровождается испусканием излучения. Возбужденное состояние может отдать энергию каким-либо другим способом в спектроскопии растворов чаще всего осуществляется столкновение возбужденных молекул с молекулами растворителя в этом случае происходит безызлучательная дезактивация. [c.346]

Колебательные уровни, обусловленные периодич. колебаниями ядер около положения равновесия. Переходы между ними изучают методами ИК-, КР-, Фурье-спектроскопии и по рассеянию тепловых нейтронов (см. ниже). Колебательные уровни могут проявляться в видимой и УФ-областях, образуя тонкую структуру линий поглощения в электронном спектре (электронно-колебательные спектры). [c.234]

Сложный контур полос определяется, как правило, колебательной структурой. В электронной спектроскопии мы рассматриваем переходы между электронными состояниями молекулы, каждому из которых соответствует набор колебательных подуровней (рис. 1.5), поэтому вместо одной полосы (описывающей переход между состояниями с невозбужденными колебательными подуровнями (уоо), в спектре можно наблюдать систему полос, соответствующих переходам между возбужденными подуровнями (рис. 1.6). Отдельные близко расположенные линии сливаются в более широкие [c.25]

Вращательная структура электронно-колебательных переходов может наблюдаться и исследоваться только для достаточно легких, в частности, двухатомных молекул в газовой фазе вещества, на приборах высокого разрешения и обычно в эмиссионной спектроскопии, поэтому здесь она не рассматривается. [c.320]

Спектроскопию ЯМР по своему распространению можно сравнивать, пожалуй, только с ИК спектроскопией, хотя круг исследуемых методов ЯМР объектов несколько ограничен, так как не все ядра обладают магнитным моментом. Спектры ЯМР высоко характеристичны и по своей неповторимости, особенно при резонирующем ядре С, сравниваются, как и колебательные спектры, с отпечатками пальцев. Это связано с тем, что вид и характеристики спектра ЯМР зависят от взаимодействия ядер и электронов, т. е. от структуры всей молекулы. [c.6]

Трудно разрешимы. В тех случаях, когда структура в спектре существует, определенные переходы могут быть разрешены или запрещены правилами отбора для вращательных и колебательных переходов. Эти правила также основаны на приближении Борна — Оппенгеймера, предполагающем разделение волновых функций отдельных мод. В асимметричной молекуле не существует ограничений на возможные колебательные переходы, так что ее спектр соответственно достаточно сложен. В симметричной молекуле только колебательные уровни той же колебательной симметрии для частиц на верхнем и нижнем электронных уровнях могут сочетаться друг с другом. Это значит, что, хотя все симметричные колебания сочетаются друг с другом, для антисимметричных колебаний возможны лишь переходы с До = 0, 2, 4 и т. д. Вращательная структура в электронной спектроскопии особенно сложна, поскольку вращательный момент молекулы может взаимодействовать с электронным моментом, причем известно несколько типов и случаев такого взаимодействия. Более того, возможные для молекулы вращения зависят от ее формы (линейная, симметричный волчок и т. д.), так что нет смысла приводить здесь отдельные правила отбора для вращения. Достаточно одного известного примера для перехода линейной молекулы правила отбора записываются в виде АЛ = 0, 1. [c.43]

Спектр ЯМР характеризуется положением (химический сдвиг), тонкой структурой (мультиплетность), шириной и интенсивностью линий. Следует отметить, что ЯМР спектроскопия нелабильных комплексов далеко превосходит по способности регистрировать в виде раздельных сигналов компоненты смеси и даже структурно неравноценные фрагменты лиганда такие методы, как колебательную и электронную спектроскопию. Подобная селективность различна для разных изотопов и определяется соотношением диапазона химических сдвигов данного изотопа к типичной для него ширине линии. Например, для обоих изотопов азота N и диапазон химических сдвигов одинаков (порядка 1000 м.д.), а ширина линий N на несколько порядков выше, чем что делает спектроскопию ЯМР более селективной [801]. [c.418]

Мерой интенсивности поглощения, непосредственно связанной с электронной структурой молекулы, является доля общей электромагнитной энергии, поглощенной в пределах данной полосы и приходящейся на одну молекулу (поглощающий центр). Эта величина называется абсолютной интенсивностью полосы и решением Международной комиссии по молекулярной спектроскопии принята равной А = (у) V. Абсолютная интенсивность колебательной полосы пропорциональна квадрату производной от дипольного момента молекулы по соответствующей нормальной координате, а при предположении о достаточной узости колебательных уровней от нее легко перейти к коэффициенту Эйнштейна для поглощения [c.30]

Метод колебательной спектроскопии позволяет получить информацию о наличии или отсутствии тех или иных групп атомов в молекуле вещества. Используя данные о характеристичности частот в совокупности с результатами элементного анализа и другими физико-химическими исследованиями (электронные спектры поглощения, спектры ЯМР), можно установить структуру вещества. Например, если в спектре вещества, состоящего из углерода, водорода и кислорода, наблюдаются полосы в области 1300—700 см (колебания углеродного скелета), полосы в области 3000 см" (валентные колебания С-Н) и полоса при 3700 см (валентное колебание О-Н), то согласно корреляционной диаграмме (см. табл. 11.8), можно отождествить указанное вещество с алифатическим спиртом. [c.294]

В результате возникает третья задача. Надо, чтобы теория валентности удовлетворительно объясняла стереохимию молекул. Теория стереохимии начала развиваться после того, как Вант-Гофф и ле Бель выдвинули важнейший постулат о тетраэдрической структуре атома углерода. Затем вследствие появления многих новых физических методов исследования, таких, как колебательная и вращательная спектроскопия, рентгеновская и электронная дифракция, химики смогли получить более полные сведения о структуре молекул. Например, для многих молекул межатомные расстояния и валентные углы известны теперь с очень высокой точностью. Это привело к предъявлению новых требований к теории валентности. Так, удовлетворительная теория должна объяснить не только, почему в метане все углы НСН тетраэдрические (109°28 ) [c.14]

Особое место среди спектральных методов занимает инфракрасная спектроскопия. Спектры инфракрасного поглощения наиболее универсальны при исследовании всех слоев адсорбционной системы (см. рис. 1). Инфракрасные спектры возникают вследствие поглощения энергии электромагнитного излучения при переходах между квантованными колебательными и вращательными уровнями молекулы. Колебательные и вращательные движения атомов в молекуле определяются ее геометрической и электронной структурой и в принципе должны быть чувствительны ко всем взаимодействиям, приводящим к их изменению. Даже слабая физическая адсорбция молекул на поверхности приводит к потере части вращательных и поступательных движений. Результатом этого, как и при переходе молекул цз газообразного в жидкое состояние, является исчезновение в спектре адсорбированных молекул ветвей вращательной структуры полос и проявление только полос поглощения колебательных движений атомов в этих молекулах. [c.27]

Некоторые виды переходов, характерных для атомов решетки или электронов в твердом теле, приводят к поглощению в видимой области. При поглощении кванта электромагнитной энергии электрон может перейти на расположенный выше свободный уровень, а атомы переходят на более высокие колебательные или вращательные уровни. При наличии взаимодействия между атомными и электронными уровнями оба типа уровней возбуждаются одновременно. Оптическая спектроскопия является одним из самых эффективных методов исследования электронной структуры твердого тела метод позволяет, используя ту или иную модель электронной структуры твердого тела (или связи на языке химии), проверить результаты квантовомеханического расчета энергии дозволенных уровней. [c.76]

Прежде чем рассматривать влияние добавления электрона к молекуле, удалим один электрон с образованием однозарядного положительного иона. Рассмотрим ион только в основном состоянии, как правило, соответствующем удалению одного электрона с ВЗМО молекулы. Этот процесс можно тщательно исследовать с помощью фотоэлектронной спектроскопии. В частности, колебательная тонкая структура часто разрешается в фотоэлектронном спектре [33]. Причина этого показана на рис. 12, изображающем поверхность потенциальной энергии для молекулы и иона в их основных состояниях. Ординатой является одна из нормальных координат молекулы, которая может иметь весьма отличающееся равновесное значение в ионе. [c.523]

Инфракрасные спектры (рис. 7) дают наибольшую информацию о структуре вещества. С и.х по.мошью можно получить сведения о состоянии молекулы, связан ном с колебательными и вращательными движениями ядер атомов. ИК-спектры называют также молекулярными спектрами. Метод ИК-спектроскопии основан на способности молекул вещества поглощать только те частоты ИК-излучения, энергия которых точно соответствует разности двух уровней энергии связи. Это приводит к изменению (растяжению или изгибу) соответствующих связей, т.е. к колебанию или вращению ядер атомов и молекул. Частоты этих колебаний зависят не только от характера отдельных связей, но и от их окружения. Поэтому ИК-сиектры по сравнению с электронными более сложные. [c.32]

Особенно полезны те методы обнаружения присутствия много-ядерных комплексов Fe(III), которые чувствительны к характерной особенности кластерных структур — взаимодействию между различными системами Зё-электронов. Особенно подходят для этой цели измерения магнитного момента, его температурной зависимости, а также спектроскопия ЭПР. Для установления геометрических деталей структуры координационных сфер, характера связи между атомами железа, а также между железом и белком использовались и некоторые другие методы. К ним относятся УФ-спектроскопия (переходы d -электронов), спектроскопия ядерного гамма-резонанса (мессбауэровская спектроскопия), колебательные спектры и дифракция рентгеновских лучей. [c.335]

В целом анализ электронного и пространственного строения производных гидразина представляет собой весьма сложную задачу. В настоящее время центральное место в исследовании структуры производных гидразина занимает спектроскопия ЯМР, хотя широко используются и другие методы исследования ( УФ- и колебательная спектроскопия, метод дипольных моментов). Особый интерес представляют результаты, полученные в последние годы методом фотоэлектронной спектроскопии. [c.8]

Статические структурные параметры молекулы, а именно длины связей и углы между ними, определяются распределением электронов в молекуле, связанным с динамикой колебаний и вращений. Колебательные силовые постоянные тесно связаны с центробежным искажением и кориолисовым взаимодействием, и эта взаимосвязь часто используется в структурном анализе. Так, определение структуры молекул методом микроволновой спектроскопии обычно основано на частотах переходов с малыми значениями /, причем влиянием центробежного искажения, как правило, пренебрегают, и в этом случае постоянные центробежного искажения не определяются. Однако при помощи экспериментально определенных постоянных можно установить истинное силовое поле молекулы. В большинстве случаев теоретически рассчитанные и экспериментально найденные постоянные центробежного искажения хорошо согласуются. С другой стороны, значительное расхождение, как в случае хлороформа, указывает на некорректность анализа микроволновых данных. Чисто вращательный спектр КР приводит к достаточно точным значениям DJ, так как для тяжелых молекул удается наблюдать переходы со значениями 1 вплоть до 100. [c.282]

Значительная энергия, подводимая падающим излучением в методе УФ спектроскопии, вызывает возбуждение не только электронных, но также колебательных и вращательных переходов. УФ спектры сложных молекул характеризуются широкими полосами с малым разрешением их структуры. У колебательных спектров сложных молекул в газовой фазе существует вращательная структура полос, чаще всего плохо разрешенная. [c.8]

Из рассмотрения материалов табл. 4.1 вытекает помимо всего прочего, что для установления структуры молекулы бензола методами колебательной спектроскопии потребовался только подсчет числа полос в инфракрасном спектре и спектре комбинационного рассеяния. Кстати, именно таким путем зачастую решается вопрос о характере координации атомов в комплексных соединениях, а также ионов в растворах. Между тем в самом общем случае при полном решении колебательной задачи в распоряжении исследователя оказывается весьма большая совокупность данных (частоты, форма колебаний, электрооптические параметры и т. д.), позволяющих определять не только строение и симметрию молекулы, но и судить о прочности связей, их взаимном влиянии, распределении электронной плотности и других важных характеристиках. Аналогичное положение имеет место и в других разделах спектроскопии. Так, при изучении и интерпретации электронных спектров органических, неорганических и комплексных соединений хорошие результаты дает проведение квантовохимических расчетов, расчетов на основе теории поля лигандов и т. д. По существу электронная спектроскопия является в настоящее время одним из основных экспериментальных методов, на которых базируется современная теоретическая химия. Совершенно особое значение имеет в связи с этим сочетание и совместное использование различных спектроскопических методов при решении структурных вопросов. Такой комплексный подход к проблеме открывает чрезвычайно широкие возможности и обеспечивает высокую надежность получаемой с его помощью информации о строении химических соединений. Укажем для примера, что при решении задач органической химии наилучшие результаты дает совместное использование методов инфракрасной спектроскопии, ядерного магнитного резонанса и электронной спектроскопии. [c.113]

Строгого правила отбора для До колебательных переходов, как и в оптической электронной спектроскопии, в фотоэлектронных спектрах нет, и часто наблюдается хорошо развитая колебательная структура полос. Она видна, например, на рис. 1.5, где приведен фотоэлектронный спектр бромоводорода. Соответствующий более низкому значению энергии I дублет интенсивных узких пиков без колебательной структуры относится к ионизации с несвязывающей орбитали Вг и обусловлен спин-орбитальной связью (см. гл. VI 2.2). Полоса при более высоких энергиях / относится к ионизации со связывающей орбитали и расстояния между пиками ее структуры соответствуют частоте валентного колебания v(H—Вг) ионизованной молекулы. В ФЭС также справедлив принцип Франка —Кон дон а, т. е. наиболее вероятны вертикальные переходы. [c.145]

Излучат. К. п. классифицируют по типам квантовых состояний, между к-рыми происходит переход. Электронные К.п, обусловлены изменением электронного распределения-переходами внеш. (валентных) электронов между орбиталями (типичные энергии я 2,6-10 Дж/моль, частоты излучения лежат в видимой и УФ областях спектра), ионизацией внутр. электронов (для элементов с зарядом ядра 2 т 10 А я 1,3 -10 Дж/моль, излучение в рентгеновском диапазоне), аннигиляцией электронно-позитронных пар (Д % 1,3 10 Дж/моль, излучение в /-диапазоне). При переходах из возбужденных электронных состояний в основное различают флуоресценцию (оба состояния, связанные К. п., имеют одинаковую мульти-метность) и фосфоресценцию (мультиплетность возбужденного состояния отличается от мультиплетности основного) (см. Люминесценция). Колебат. К. п. связаны с внутримол. процессами, сопровождающимися перестройкой ядерной подсистемы (Д % 1 10 -5-Ю Дж/моль, излучение в ИК диапазоне), вращат. К. п.-с из.менением вращат. состояний молекул (10-10 см я 1,2-10 -1,2 х X 10 Дж/моль, излучение в микроволновой и радиочастотной областях спектра). Как правило, в мол. системах при электронных К. п. происходит изменение колебат. состояний, поэтому соответствующие К. п. наз. электронно-колебательными. Отдельно выделяют К. п., связанные с изменением ориентации спина электрона или атомных ядер (эти переходы оказываются возможными благодаря расщеплению энергетич. уровней системы в магн. поле), изменением ориентации квадрупольного электрич. момента ядер в электрич. поле. Об использовании указанных К. п. в хим. анализе и для изучения структуры молекул см. Вращательные спектры. Колебательные спектры. Электронные спектры, Мёссбауэровская спектроскопия, Электронный парамагнитный резонанс, Ядерный магнитный резонанс, Ядерный квадрупольный резонанс. Рентгеновская спектроскопия. Фотоэлектронная спектроскопия. [c.368]

Спектроскопические исследования не ограничиваются резонансными линиями металлов и электронным возбуждением. В настоящее время широко изучено излучение электронно-возбужденных многоатомных молекул, например СиОН [41], а также ИК-излучение таких частиц и вращательно-колебательная структура в области электронного перехода. Атомные спектры поглощения использовались в фотометрии пламени для определения заселенности основного состояния в линейной области зависимости Ван-дер-Хельда. Сагден и Джеймс [38] применили наиболее удобный метод атомно-абсорбционной спектроскопии— метод двух пламен —в нелинейной области этой зависимости. В этой области интенсивность пропорциональна корню квадратному из N 1. Если измерить интенсивность двух пламен [c.227]

Спектр излучения реакции O-bNO практически сплошной с наложением слабых диффузных полос вблизи коротковолновой границы (3980 А), определяемой разницей энергии между 0 + -fNO и NO2 в основном состоянии [196—198]. Появление зтих эмиссионных полос хорошо объясняется особенностями спектра поглощения. Максимум излучения приходится на длину волны 6300 А [195], причем излучение простирается в ближнюю инфракрасную область. Излучение, соответствующее длинам волн больше 1,4 мкм, очень слабое [195], но с использованием интерференционной спектроскопии удается наблюдать излучение при длинах волн вплоть до 3,3 мкм [58]. В настоящее время нет полной уверенности в том, что спектр излучения действительно сплошной. Спектр поглощения NO2 в области, представляющей интерес, дискретный, но с исключительно сложной структурой поэтому вполне вероятно, что и излучение хемилюминесценции также дискретно, но для разрешения структуры спектра недостаточно разрешающей способности приборов. Кроме того, возможно также перекрытие линий на расстояниях, меньших их допплеровской ширины. Естественно ожидать, что спектр излучения при переходах с разных колебательных уровней верхнего электронного состояния (или состояний) на большое число уровней основного электронного состояния будет значительно сложнее спектра поглощения при комнатной температуре, когда почти все переходы осуществляются с нижних колебательных уровней. Согласно Каррингтону и Гарвину, почти вся колебательная структура спектра поглощения, наблюдаемая при комнатной [c.185]

Книга всесторонне и доходчиво, а самое главное методологически правильно знакомит с теорией химической связи и результатами ее применения к описанию строения и свойств соединений различных классов. Сначала изложены доквантовые идеи Дж. Льюиса о валентных (льюис овых) структурах и показано, что уже на основе представлений об обобществлении электронных пар и простого правила октета при помощи логических рассуждений о кратности связей и формальных зарядах на атомах удается без сложных математических выкладок, как говорится на пальцах , объяснить строение и свойства многих молекул. По существу, с этого начинается ознакомление с пронизывающими всю современную химию воззрениями и терминами одного из двух основных подходов в квантовой теории химического строения-метода валентных связей (ВС). К сожалению, несмотря на простоту и интуитивную привлекательность этих представлений, метод ВС очень сложен в вычислительном отношении и не позволяет на качественном уровне решать вопрос об энергетике электронных состояний молекул, без чего нельзя судить о их строении. Поэтому далее квантовая теория химической связи излагается, в основном, в рамках другого подхода-метода молекулярных орбиталей (МО). На примере двухатомных молекул вводятся важнейшие представления теории МО об орбитальном перекрывании и энергетических уровнях МО, их связывающем характере и узловых свойствах, а также о симметрии МО. Все это завершается построением обобщенных диаграмм МО для гомоядерных и гете-роядерных двухатомных молекул и обсуждением с их помощью строения и свойств многих конкретных систем попутно выясняется, что некоторые свойства молекул (например, магнитные) удается объяснить только на основе квантовой теории МО. Далее теория МО применяется к многоатомным молекулам, причем в одних случаях это делается в терминах локализованных МО (сходных с представлениями о направленных связях метода ВС) и для их конструирования вводится гибридизация атомных орбиталей, а в других-приходится обращаться к делокализованным МО. Обсуждение всех этих вопросов завершается интересно написанным разделом о возможностях молекулярной спектроскопии при установленни строения соединений здесь поясняются принципы колебательной спектро- [c.6]

Интересным является вопрос о так называемой стереохимической активности неподеленных электронных пар, который помогает выяснять мессбауэровская спектроскопия. Если в случае легких элементов свободная пара всегда играет роль в определении стереохимической конфигурации, то у тяжелых элементов это не очевидно. В мессбауэровском спектре ионов ТеХб (X — С1, Вг, I) не наблюдается, например, квадрупольного расщепления, т. е. они имеют строение правильного октаэдра. Такой же вывод следует из данных рентгеноструктурного анализа и колебательной спектроскопии. Видимо, электронная пара занимает 55-орбиталь и поэтому не является стереохимически активной. С другой стороны, у иона 1Рб и изоэлектронной молекулы ХеРе неподелеиная пара стереохимически активна, так что они имеют структуру искаженного октаэдра, и наблюдается квадрупольное расщепление. [c.125]

Источником монохроматического излучения обычно служит разряд в атмосфере гелия при низком давлении с йу = 21,22 эВ [линия Я. = 58,4 нм (584А)]. Кванты данной энергии выбивают электроны не только с ВЗАО, но и других, не очень глубоко лежащих АО, что позволяет измерять ПЙ с разных атомных орбиталей. Для определения ПИ с более глубоких АО используется особая ламти с разрядом в гелии с йу = 40,7 эВ [линия Х= 30,4 нм (304А)]. Для этих же целей используется и рентгеновское монохроматическое излучение (РЭС). В спектре каждому орбитальному ПИ отвечает свой пик. При ионизации с вырожденных АО интенсивность выше, так как вероятность ионизации возрастает (например, для атома азота она втрое выше с р-АО, чем с 5-АО). ФЭС и РЭС используются и для исследования молекул, где наряду с орбитальной энергией они дают сведения о колебательных состояниях молекул, их структуре и т. н. [к-7] и [к-39]. Метод ФЭС" (РЭр является мощным средством для изучения электронной структуры вещества — атомов, молекул, твердых тел. Особое значение он приобрел для исследования химической связи и для элементного химического анализа —электронная спектроскопия для химического анализа (ЭСХА) [к-41]. [c.59]

Это разделение электронного и ядерного движений было впервые в 1927 г. корректно сформулировано Борном и Оппен-геймером. Хотя математические детали этого приближения для большинства химиков не представляют интереса, получающиеся результаты крайне важны, поскольку только в рамках этого приближения можно ввести представление о поверхности потенциальной энергии молекулы, а поверхность потенциальной энергии —это основа понимания структуры молекул, спектроскопии и химической кинетики. Весь опыт молекулярной спектроскопии показывает, что с хорошим приближением можно говорить порознь о вращательной, колебательной и электронной энергии молекул. Это значит, что для молекулярных волновых [c.62]

Циклопропан, естественно, не имеет конформаций. Циклобутан и цик-лопентан имеют преимущественно плоскую структуру. Вращение в этих молекулах вокруг С-С-связей ограничено. Однако за счет изменения колебательных состояний атомов и атомных группировок создается возможность образования многих неустойчивых пространственных форм молекул. В отличие от теплового возбуждения колебательных сосстояний молекул (ИК-спектроскопия, спектроскопия комбинащюнного рассеяния, электронно-ко-лебательные спектры), которые возникают в возбужденных молекулах, конформации тщклов возникают в основном энергетическом состоянии молекул 34 [c.34]

Современные квантово-химические методы чаще всего основаны на методе молекулярных орбиталей (разд. 3.5), причем могут быть использованы либо неэмпирические его варианты, либо по-луэмпирические. В первом случае исходными данными служат химическая формула соединения, его предполагаемая структура и информация об орбиталях атомов, из которых строится молекула. Во втором сл5 ае дополнительно требуются некоторые параметры, определяемые обьгано из данных атомной спектроскопии. Расчет позволяет найти пространственное строение молекул, распределение в них электронной плотности, порядки химических связей и эффективные заряды атомов, уровни энергии электронов, а также вычислить частоты и интенсивности полос в электронных и колебательных спектрах, термодинамические характеристики [c.471]

В последшие годы опубликовано большое число работ в данной области. Но большинство из них, за редким исключением, не учитывает особенности многокомпонентных систем,методы спектроскопии простых веществ и смесей механически переносятся на сложные системы из бесконечно большого разнообразия гомологов органических соединений. Существование статистических бернуллиевских распределений состава по энергии Г1-2 Л означает аналогичное распределение по ее составляющим. таким,как электронная энергия, колебательная, вращательная и т.д. Это означает,что различные по структуре и химическим свойствам компоненты объединяются одним законом статистического расцре-деления и образуют энергетическое множество. [c.102]

В основе традиционного спектроскопического анализа полимеров лежит приближение характеристических частот. Суть этого приближения состоит в том, что колебания полимерных цепей как простых молекул могут быть идентифицированы с помощью отдельных химических групп, колебания которых слабо зависят от типа химического соединения и его структуры. Обширный экспериментальный материал, накопленный в области колебательной спектроскопии низкомолекулярных соединений, позволяет быстро и надежно интерпретировать спектры полимеров. Идентификация полос неизвестной природы подробно рассмотрена Белла.ми [6,7, 150], Наканиси [78] и др. [12, 35, 44, 102, 111, 119]. Кроме того, издан ряд атласов ИК спектров наиболее важных промышленных полимеров [42, 46, 304, 307, 621]. Поэтому идентификация полимеров по ИК спектрам не представляет в настоящее время особых трудностей. Успешному решению этой задачи способствует интенсивное внедрение в практику лабораторных исследований электронно-вычислительной техники, использование библиотек колебаний молекулярных фрагментов, хранящихся в памяти ЭВМ [27, 32, 196, 197]. [c.14]

Все методы оптической и радиоспектроскопии основаны на изучении поглощения электромагнитного излучения веществом. Вследствие этого каждый спектральный метод характеризуется соответствующей областью спектра электромагнитного излучения. Кроме того, каждый метод связан с определенными превращениями в структуре вещества при поглощении соответствующей энергии электромагнитного излучения. Так, ядерная гамма-резонансная спектроскопия (ЯГР — эффект Мессбаузра) основана на резонансном рассеянии гамма-излучения ядрами. Методы ЯМР и ЭПР основаны на поглощении электромагнитного излучения при изменении ориентации соответственно ядерного и электронного спина. Методы инфракрасной и ультрафиолетовой спектроскопии основаны на изменении колебательных движений ядер и электронных состояний молекул при поглощении электромагнитного излучения. [c.21]

Еще одна важнейшая для катализа система — это этилен, адсорбированный на поверхности металлического катализатора. Как показали термические исследования, этилен хемосорбируется на платиновом и родиевом катализаторах. Теперь мы можем непосредственно получить информацию о тех структурах, которые образуются на поверхности, измеряя колебательные частоты адсорбированных частиц. Прямое измерение этих частот иногда возможно с помощью адсорбционной ИК-спектроскопии. Проведение таких исследований существенно ускорилось благодаря спектроскопии потерь электронной энергии (EELS). Характеристические молекулярные частоты проявляются в энергетическом распределении электронов, отраженных металлической поверхностью. Эти частоты подобны отпечаткам пальцев, которые легко поймет химик, имеющий опыт расшифровки ИК-спектров (см. разд. V-B). При адсорбции этилена на родии спектр EELS сразу показывает, что в молекуле этилена происходят структурные изменения даже при комнатной температуре. При нагревании до 50 ° С спектр начинает меняться еще сильнее, а как только температура достигает 100 ° С, спектр показывает, что произошла реакция и на поверхности образовались углеводороды совсем другого строения. Из этих спектров, в частности, следует, что при указанной темпера- [c.187]

Вследствие того что с каждым электронным переходом могут быть связаны различные изменения колебательной и вращательной энергии, молекулярные спектры обладают гораздо более сложной с1руктурой, чем атомные, и труднее поддаются истолкованию. Описанная выше картина образования молекулярного спектра выяснилась в результате долгой и упорной работы по обработке спектроскопического материала. Хотя спектры, получаемые от молекул обладающие во многих случаях полосатой структурой, наблюдались с самого начала существования спектроскопии, однако первые шаги в направлении раскрытия их истинного смысла были сделаны лишь по нахождении некоторых эмпирических закономерностей, охватывающих имеющиеся спектроскопические данные. [c.57]

Наиболее точным методом определения дипольных моментов является микроволновая спектроскопия. Если поместить газ в электрическое ноле, происходит расщепление чисто вращательных линий на шгарковские компоненты, причем величина расщепления зависит от напряженности электрического поля и дипольного момента. Эффект Штарка в электрическом поле совершенно аналогичен эффекту Зеемана в магнитном поле, и в обоих случаях расщепление возникает потому, что пространственное вырождение уровней энергии снимается при наложении электрического или магнитного поля. Отдельные штарковские компоненты можно наблюдать в полях с напряженностью в несколько тысяч вольт на сантиметр, а расщепление можно измерить с большой точностью. Напряженность электрического поля определяется обычно калиброванием по молекулам с известными дипольными моментами. Поскольку исследуемое вещество находится в газовой фазе и при низком давлении, здесь отсутствует влияние растворителя, а взаимодействие между полярными молекулами сведено до минимума. Не влияет на результаты и наличие примесей, если только можно проанализировать сложный спектр смеси. Кроме того, в благоприятных условиях можно найти значения дипольных моментов каждой из изотопных молекул в отдельных колебательных состояниях. Этот метод пригоден только для простых молекул с высоким давлением паров, но сейчас уже имеется довольно много надежных количественных данных по дипольным моментам молекул, которые можно интерпретировать, основываясь на представлениях об электронной структуре молекул. [c.244]

Анализ колебательных спектров адсорбированных молекул является высокоэффективным методом изучения их структуры. К числу основных методик, применяемых в этой области, относятся спектроскопия характеристических потерь энергии электронами (СХПЭЭ) (рассеяние медленных электронов), ИК- и КР-спектроскопия (спектроскопия комбинационного рассеяния). [c.61]

В случае сложных спектров, когда происходит возбуждение сразу на несколько электронных состояний, различные времена жизни этих состояний могут использоваться для выделения их вкладов в полную флуоресценцию. Такая спектроскопия с разделением по времени была проведена Прюеттом и Заре [200] при анализе вращательной структуры, обусловленной состоянием А Ч1. молекулы ВаО. Состояния А П и А Е+ одновременно возбуждались импульсным перестраиваемым лазером на красителях с шириной полосы излучения 0,2 А. Слабая флуоресценция перехода А — X с большим временем жизни (9 1 мкс) отделялась от сильной флуоресценции перехода А — X с малым времене.м жизни (менее 1 мкс) посредство.м введения временной задержки, т. е. наблюдение флуоресценции А — X проводилось только после затухания флуоресценции А—X. Таким методом удалось безошибочно идентифицировать спектр и опре-де 1ить колебательные и вращательные постоянные состояния А >П. [c.296]

Таким образом, в термодинамическом аспекте исследования эффекта траисвлияния в комплексных соединениях металлов 8-й группы, а теперь и золота и других переходных металлов сформировалось два подхода — 15 одном изучается атомная структура вещества, в другом изучаются особенности электронного строения. К первому подходу следует отнести, главным образом, рентгеноструктурный анализ, а также ИК-спектроскопию, ко втО рому — в основном рефрактометрический метод. Выще уже приводились примеры изменения длин связей в результате трансвлияния, которые дают хорошую иллюстрацию идеи Черняева о ионизации лиганда в трансположении к активному атому или радикалу. Однако табл. 112, к сожалению, не характеризует только траисвлияние, поскольку длины связей во внутренней сфере комплексных соединений зависят от многих факторов (состава и структуры), априорный учет которых пока еще невозможен. На колебательные спектры, помимо многочисленных структурных факторов, влияют еще и прочности связей, и массы колеблющихся атомов. [c.265]

Помимо исследования кислотно-основных катализаторов ИК-спектроскопия широко применяется для изучения катализаторов других типов. Особенно большое число работ в этой области посвящено адсорбции молекулы СО на металлах. Для СО хорошо различимы спектры, относящиеся к терминальной и мостиковой формам адсорбции. По сдвигам частоты Av o можно судить о валентном состоянии металла, о дисперсности металлической фазы, об электронном влиянии промоторов. Значительное различие в способности адсорбировать СО у разных металлов позволяет по колебательным спектрам адсорбированного СО делать выводы о структуре поверхности сплавов. [c.218]

Классические аналитические методы, такие, как колебательная спектроскопия и ядерный магнитный резонанс, достаточно подробно описаны в литературе, поэтому их применение в химии в книге не рассматривается. Исключение составляет использование этих методов для изучения переходов и релаксационных явлений в полимерах. В книге описывается новый метод исследования колебательных спектров органических молекул, использующий неупругое туннелирование электронов рассматривается применение этого метода для изучения хемоеорбированных веществ. Кроме того, мы обращаем внимание читателя на новое приложение метода электронной спектроскопии для исследования структуры и образования связей в полимерных системах. [c.7]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология