спектр момент инерции молекулы

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]

В Р-ветви вращательно-колебательного спектра метана получены линии с волновыми числами (см" ) 3032,30 3043,15 3054,00 3064,85 3075,70. Определите момент инерции молекулы метана. Молекула метана имеет симметрию Т . Определите равновесное межъядерное расстояние и сопоставьте его со справочным значением [М.]. [c.43]

Определите волновые числа первых десяти линий в спектре поглощения H P в дальней ИК-области. Момент инерции молекулы возьмите из справочника [М.]. [c.25]

На основании известных из вращательного спектра моментов инерции молекулы воды определить межъядерное расстояние и величину валентного угла. [c.39]

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]

Вращательные постоянные многоатомных молекул определяются на основании изучения вращательных спектров (инфракрасных и микроволновых), а также тонкой структуры колебательных спектров. Моменты инерции молекул могут быть вычислены с помощью соотношений (И1.188), если известны вращательные постоянные, а также на основании данных о структуре молекулы межатомных расстояний и углов между связями, определяемых при электронографических исследованиях. [c.232]

Таким образом, для различных /=0, 1, 2... получаем в спектре ряд вращательных линий с частотами 25, 45, 65... расстояние между любыми соседними линиями одинаково и равно 25. Величина 5 зависит от момента инерции молекулы. Измеряя р(а СстО Я.Н Ие между двумя В(ра.щательны м и линиям и, можио найти момент инерции молекулы и, следовательно, межъядерное расстояние. Однако эти параметры молекулы для большинства молекул были 1найдены из кол ебательно-вр1ащательных и электронно-колебательно-вращательных спектров, так как чисто вращательный спектр молекул, как правило, лежит в области радиочастот. Техника радиочастотной спектроскопии была разработа- [c.196]

Определите энергии десяти первых вращательных квантовых уровней молекулы ip Hg, если главные моменты инерции молекулы имеют значения /д =/в = 6, 237-10- кг-м /с = 7,111-10- кг-м. Вычертите энергетические уровни в условном масштабе и покажите стрелками возможные переходы при поглощении квантов света в дальней ИК-области спектра. [c.32]

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]

Снять спектр поглощения метана, подобно съемке спектра полистирола. 7. Проанализировать полученный спектр, отнести полосы поглощения к деформационному симметричному и асимметричному колебаниям, помня, что должны наблюдаться Р- и / -ветви, которые могут быть не разрешены на отдельные полосы поглощения. 8. Определить деления шкалы длин волн для С-ветвей, соответствующих деформационным колебаниям молекулы метана. 9. Определить волновые числа основных полос поглощения деформационных колебаний, пользуясь дисперсионной кривой. 10. Построить дисперсионную кривую прибора ПСП-12 с призмой как это описано на стр. 47 п.п. 16—22. Начальное деление шкалы длин волн 12,80, скорость записи спектра 3. Зеркальную заслонку открыть, когда на шкале будет деление 13,00. Конечное деление шкалы 15,00. 11. Сопоставить спектр полистирола со спектром, изображенным на рис. 31,6, определить деления шкалы длин волн для каждого максимума и построить дисперсионную кривую. 12. Установить газовую кювету, заполненную метаном перед входной щелью прибора и снять спектр поглощения метана подобно съемке спектра полистирола. Если окажется поглощение, близкое к 100%, то определить деление шкалы длин волн, соответствующее участку спектра с максимальным поглощением, установить это деление на шкале. Частично разбавить метан в газовой кювете воздухом при помощи резиновой груши, наблюдая за движением стрелки записывающего приспособления. Она должна сместиться примерно на 20 делений. 13. Повторить съемку спектра метана при тех же условиях. 14. Определить волновое число полосы поглощения (С -ветви), соответствующей асимметричному колебанию метана, пользуясь дисперсионной кривой. 15. Определить среднее значение Дсо в Р-ветви вращательно-колебательного спектра метана, пользуясь дисперсионной кривой. 16. Рассчитать момент инерции молекулы метана "по уравнению (1,39). 17. Определить межатомное расстояние С—Н, исходя из того, что молекула метана имеет тетраэдрическую структуру и угол Н—С—Н составляет 109°28. 18. Сопоставить полученное значение волнового числа колебания и межатомное расстояние с табличными данными. [c.63]

Получим уравнение, описывающее частоты линий вращательного спектра двухатомной молекулы, состоящей из атомов А и В. Для этого выразим энергию вращательного движения через момент импульса М и момент инерции / молекулы (ем. приложение 6) [c.130]

Молекулярные спектры. В молекулярных спектрах также наблюдаются дискретные изменения энергии. Излучение с частотой 10 —Гц (10 — 10 см ) может вызвать вращение молекул газа. Вращательный импульс квантован (вращательное квантовое число У), количество энергии (около 150 кал-моль" ) зависит от момента инерции молекулы и является величиной одного порядка с тепловой энергией та НТ 2 ЪОО кал-моль- на одну степень свободы при Т = 300 К). Вращательные спектры наблюдают при помощи микроволновой техники (тяжелые молекулы) или методов инфракрасной спектроскопии (более легкие молекулы). Для аналитических целей они имеют небольшое значение. [c.178]

Линии в микроволновом спектре при низких давлениях очень резкие, и их частоты обычно могут быть определены с точностью до одной миллионной доли (м.д.). Поэтому моменты инерции молекулы можно рассчитать с высокой точностью. На основании данных этого метода можно проводить наиболее точные расчеты длин связей и валентных углов. Чтобы получить эти величины для многоатомных молекул, необходимо изучить спектры различных изотопозамещенных молекул. [c.473]

Микроволновая спектроскопия. В микроволновой области фотоны имеют длины волн от 30 до 0,06 см (V от ЫО до 5-10 1 секг ) и соответственно энергии — от 4 до 2000 дж1моль. В этой области спектра энергия фотона мала, поэтому возникают изменения только во вращательном движении, что дает возможность вычислять моменты инерции молекул. Поглощение энергии происходит при определенных частотах, которые и используются для определения моментов инерции газообразных молекул. [c.67]

Уравнение (5.3) показывает, что чем больше момент инерции молекулы, тем теснее располагаются вращательные линии. Типичная диаграмма вращательных уровней и вращательный спектр двухатомной молекулы показаны на рис. 5.1. Переходы в ИК-области подчиняются правилу отбора AJ = + 1. [c.138]

Еще в 1933 г. было показано, что контур линий вращательной структуры спектров паров и расстояние между ними определяются направлением изменения дипольного момента в процессе колебания и моментами инерции молекулы [100]. Результаты этой работы, которая первоначально была выполнена на симметричных молекулах, впоследствии были распространены и на несимметричные [11, 128]. Зная конфигурацию молекулы, можно зачастую предсказать контур огибающей вращательной структуры для отдельного колебания и вычислить расстояние между максимумами Р- и Л-ветвей. Однако данные по молекулярной симметрии редко можно получить только из контуров полос. Более детальную информацию дает исследование с высоким разрешением вращательной структуры. [c.219]

Методы исследования молекулярных характеристик разнообразны. Для определения геометрических характеристик (длины связей, валентных углов, конфигурации молекул) чаще всего применяют дифракционные методы. Для расчета энергетических характеристик (энергии связи, частоты колебаний, момента инерции молекул и отдельных фрагментов) чаще всего пользуются молекулярными спектрами (МС) и спектрами комбинационного рассеяния (СКР). Для изучения электрических характеристик предложены диэлькометры, из- [c.212]

Как ВИДНО из уравнения (59), все линии вращательного спектра равноудалены друг от друга (по крайней мере, в модели жесткого ротатора), а расстояние между любыми соседними линиями вращательного спектра позволяет вычислить момент инерции молекулы I, и, пользуясь выражением (27), длину связи г двухатомной молекулы. Для многоатомных молекул можно проверить различные возможные конфигурации, рассчитывая для различных пространственных осей моменты и сравнивая их с экспериментальным значением. [c.218]

Так Kajv моменты инерции молекул большинства углеводородов не могут быть найдены при помощи исследования их спектров, для определения этих величин должен применяться другой способ. Если известна геометрия молекулы, например в результате электроне графических исследований, то моменты инерции молекулы могут быть вычислены. В некоторых случаях моменты инерции могут быть оценены благодаря тому, что линия связей и углы между связями в углеводородах одного типа практически не изменяются. [c.310]

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]

По (46.8) определяется момент инерции молекулы /(H l) = 2,71 х X 10" кг и по (46.3) — межъядерное расстояние /-(H l) = = 1,29 10 м. Из формулы (46.13) следует, что частоты линий во вращательных спектрах тем меньше, чем больше момент инерции молекулы. Только спектры молекул гидридов, как более легких, лежат в дальней ИК-области. Вращательные спектры негидридных двухатомных молекул, начиная от очень легкой молекулы СО и кончая более тяжелыми, лежат в диапазоне Рис. 71. Схема спектра погло- сверхвысоких радиочастот. Высо-щения жесткого ротатора кая чувствительность И разреша- [c.154]

Расчет вращательных сумм состояний для молекул, радикалов и активированных комплексов производился по формуле (123), требующей, знания произведений главных моментов инерции [1а 1в1с), числа симметрии частиц, равного числу неразличимых конфигураций, получаемых при вращении, квантовых весов или степени вырождения электронного и ядерного спинов gg и gn) Экспериментальных данных по инфракрасным спектрам в принципе достаточно для оценки моментов инерции молекул, но они отсутствуют для радикалов и не всегда известны для молекул. Поэтому главные моменты инерции и их произведение находились расчетным путем, на основе определенных геометрических моделей молекул, радикалов и предположительных геометрических конфигураций активированного комплекса. Необходимые для подобных расчетов геометрические параметры молекул (длины связей, валентные углы) изгаестны на основании результатов электронографических измерений, либо определяются путем расчета расстояний и энергий связей в радикалах [251]. Геометрическое строение образующихся активированных комплексов в реакциях между радикалами и молекулами в случае Н-атомов и СНз-радикалов выбирается близким к геометрическому строению исходных молекул. При этом предполагается, что изменения в активированном состоянии носят локализованный характер, в соответствии с пунктом г . [c.191]

J ня на первый возбужденный уровень вра-- щения У = 1. Расстояние между последующими линиями поглощения также составляет 2 Всм . На рис. VI.27, а стрелками показаны переходы между вращательными уровнями при поглощении радиации, а в нижней части рис. VI.27, б схематически изображен соответствующий спектр поглощения жесткого ротатора. Практически -S наблюдается картина поглощения типа изображенной на рис. VI.26. Как уже говорилось, минимумы пропускания света веществом соответствуют на этом рисунке линиям поглощения. Определяя расстояние между минимумами, находим 2В. Но так как В = Н./8лЧс, то, зная В, можно найти /, т. е. по спектру в далекой инфракрасной области определяется важная характеристика молекулы — ее момент инерции. По значению /, а также известным массам атомов по формуле (VI. 180) вычисляется межъядерное расстояние л Так, для хлористого водорода (см. рис. VI. 26) 2В = = /о = 20,68 см" , т. е. В = 10,34 см . Отсюда момент инерции молекулы НО / = 2,71 10 г-см . Если же считать приведенную массу ц = 1,63-10" г, можно найти межъядерное расстояние г = == 1,29-10 . Это значение г находится в удовлетворительном совпадении со значениями, определенными другими методами. [c.250]

Вращательные спектры полярных молекул газов лежат в дальней инфракрасной и микрово.шовой областях электромагнитного спектра Изучение вращательных спектров, которое позволяет оценить разность энергий между вращательными энергетическими уровнями, приводит к определению момента инерции молекулы. Последний может быть использован для весьма прецизионного вычисления длин связей и углов между ними, если учесть подобные данные об изотопных молекулах, у которых, как следует ожидать, те же самые длины связей и углы между связями. Прецизионность метода обусловлена высокой разрешающей способностью, достижимой в микроволновой области, где можно разделить линии, отличающиеся всего на 4-10" см . [c.196]

КР-спектры построены проще, чем ИК-спектры. Но КР-спектры обнаруживаются лишь при интенсивном освешении, достаточно длительной экспозиции и сравнительно большой концентрации рассеивающего вещества. Изучение КР-спектров позволяет находить собственные частоты и моменты инерции молекул, не прибегая к трудным для расшифровки вращательно-колебательным ИК-спект-рам. В то же время КР-спектры не могут заменить ИК-спектры, так как некоторые частоты отсутствуют в первых, а другие во вторых. Это связано с тем, что возбуждение ИК-спектров сопровождается периодическим изменением электрического момента диполя, а возникновение КР-спектров— периодическим изменением поляризуемости. Поэтому для симметричных двухатомных молекул типа На, О2, С1г и др., не имеющих ИК-спектров, наблюдаются интенсивные линии в КР-спектре. Наоборот, для веществ с сильно выраженной степенью ионности химической связи не характерны КР-спектры, зато весьма характерны ИК-спектры. Таким образом, КР-спектры и ИК-спектры являются взаимно дополняющими мето- [c.180]

В ИК спектре поглощения двухатомных молекул колебат. частоты наблюдаются только у гетероядерных молекул (НС1, N0, СО и т. п.), причем правила отбора определяются изменением их электрич. дипольного момента при колебаниях. В спектрах КР колебат. частоты наблюдаются для любых двухатомных молекул, как гомоядерных, так и гетероядерных (N , О2, N и т. п.), т. к. для таких спектров правила отбора определяются изменением поляризуемости молекул при колебаниях. Определяемые из К. с. гармонич, постоянные и v , постоянные ангармоничности, а также энергия диссоциации Од-важные характеристики молекулы, необходимые, в частности, для термохйм. расчетов. Изучение колебательно-вращат. спектров газов и паров позволяет определять вращат. постоянные (см. Вращательные спектры), моменты инерции и межъядерные расстояния двухатомных молекул. [c.431]

Молекулы можно классифицировать по их эллипсоидам вращения, построенным следующим образом из центра тяжести молекулы в различных направлениях проводят линии с длиной, пропорциональной моменту инерции молекулы вокруг линии, взятой в качестве оси. Главные оси х, у п г эллипсоида, образованного концами этих линий, используются для расчета главных моментов инерции 1х, 1у и /г. Эти главные моменты инерции применяют для классификации молекул, приведенной в табл. 15.3. Для молекул с одной или более осей симметрии одна главная ось есть ось высшей симметрии. Вторая ось перпендикулярна первой оси и вертикальной плоскости симметрии, если та ковая существует. Третья — перпендикулярна первым двум. Чтобы у молекулы был чисто вращательный спектр, она должна иметь постоянный дипольный момент для молекул типа сферического волчка вращательные спектры не наблюдаются. У некоторых линейных молекул, а также у молекул типа симметричного и асимметричного волчков тоже имеется дипольный момент, равный нулю, и поэтому в этом случае вращательные спектры отсутствуют. [c.471]

Волее детальное изучение сверхтонкой структуры этих спектров показало, что вращения и колебания не всегда можно рассматривать как полностью независимые при более тщательном анализе следует учитывать изменение момента инерции молекулы под влиянием колебаний, когда молекула перестает быть жестким ротатором, а вращение молекулы, в свою очередь, дает свой вклад в ангармоничность колебаний. [c.221]

Чисто вращательный спектр 502 расположен в микроволновой области. Впервые микроволновой спектр 50а исследовали Дейли, Гольден и Вильсон [1244], которые определили частоты 11 переходов между высокими уровнями вращательной энергии. На основании соответствующих формул квантово-механической теории жесткого ротатора и приближенного учета эффекта центробежного растяжения эти авторы определили значения структурных параметров молекулы 5О2, согласующиеся с результатами электронографических исследований [517]. Однако рассчитанные в работе [1244] значения частот вращательных переходов ЗОг оказались в плохом соответствии с наблюдаемыми значениями. Это побудило Сир-веца [3752] заново исследовать ту же область микроволнового спектра 502 и более точно учесть влияние центробежного растяжения при анализе результатов измерений. По этим данным он определил значения главных моментов инерции молекулы 50а для основного колебательного состояния. [c.317]

Еще одно доказательство принадлежности спектра, изученного Джонсом, молекуле ЗгО дано авторами настоящего Справочника. Для этого на основе формулы Герхарда и Деннисона [1687] и значений моментов инерции молекулы ЗаО, найденных Меши и Майерсом [2855, 2856], было вычислено расстояние между максимумами Р- и / -ветвей параллельной полосы молекулы типа симметричного волчка, поскольку, согласно [2855, 2856], для ЗаО 1 . Рассчитанная таким образом величина расстояния между максимумами Р- и -вет-вей совпала с величиной этого расстояния для параллельной полосы с максимумом при 679 см , контур которой приведен в работе Джонса [2289]. [c.321]

Приведенное значение межатомного расстояния С — С1 согласуется со значением момента инерции молекулы ССЦ (/= 490-10 о г-см ), полученным Симовой [3739, 3740] на основании измерения расстояния между максимумами в неразрешенной полосе VI, наблюдавшейся ею в спектре комбинационного рассеяния жидкого ССЦ. [c.496]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология