Спектры чисто вращательные

V. Чисто вращательные спектры комбинационного рассеяния [c.270]

Квантовое число верхнего уровня может принимать значения / = 1, 2, 3,. .. При поглощении энергии волновое число пропорционально квантовому числу того вращательного уровня, на который переходит молекула. В далекой инфракрасной и микроволновой областях спектра появляются группы линий, расположенные на равных расстояниях друг от друга. Разрешены переходы А/ = 1. Чисто вращательным спектром поглощения обладают только полярные молекулы, гомоядерные двухатомные молекулы такого спектра не дают. [c.344]

В отличие от микроволновых спектров чисто вращательные спектры комбинационного рассеяния получают при переходе с /, достигающих больших значений (порядка нескольких десятков). Это приводит к необходимости учитывать поправки на центробежное растяжение, которое уменьшает вращательную постоянную на величину, пропорциональную квадрату полного момента количества движения, т. е. / (/+1). С учетом центробежного растяжения для линейных молекул = [c.118]

Какие молекулярные константы можно рассчитать по данным чисто вращательного спектра [c.8]

Дополнительно к этим прямым измерениям разности энергий уровней квадруполя за счет поглощения энергии радиочастотного излучения та же информация может быть получена из тонкой структуры в чистом вращательном (микроволновом) спектре газа. Различные ядерные ориентации дают несколько различающиеся по величине моменты инерции, что приводит к тонкой структуре в микроволновом спектре. Могут быть проведены непосредственные измерения поглощения энергии ра- [c.265]

V = (Од не проявляется в спектре, и между двумя ветвями равноотстоящих линий возникает так называемый нулевой промежуток величиной 4 В (см. рис. 72). Найдя расстояния между соседними линиями вращательной структуры = 25, определяют вращательную постоянную и другие характеристики, как это делается для чисто вращательных спектров. Для большей точности надо учесть нежесткость молекулы и ангармоничность колебаний. [c.166]

Чисто вращательные спектры лежат в далекой инфракрасной области, в связи с чем их измерение связано с большими экспериментальными трудностями. Поэтому удобно изучать колебательновращательные спектры, которые лежат в более близкой инфракрасной области и более доступны измерению. Их изучают при помощи термометров сопротивления, термоэлементов и фотоэлементов или используют фотографические пластинки с эмульсией, чувствительной к инфракрасным лучам. [c.70]

Что представляет собой чисто вращательный спектр поглощения двухатомной молекулы как жесткого ротатора и в какой области он проявляется [c.9]

Во-вторых, появление полосы тонкой структуры, наблюдаемой с помощью приборов большой разрешающей силы (см. рис. VI.25), объясняется тем, что одновременно с изменением энергии колебательного движения, связанного с изменением V, может происходить также изменение энергии вращения молекулы, зависящее от У. Вращательные переходы соответствуют значительно меньшим энергиям по сравнению с колебательными (различие в 10 и более раз). Один колебательный переход может сопровождаться различными изменениями вращательного состояния. Это и приводит к образованию полосы, состоящей из отдельных вращательных линий. Таким образом, рис. 1.24 и VI.25 изображают так называемый колебательно-вращательный спектр, тогда как спектры, приведенные на рис. 1.26 и 1.27, относятся к чисто вращательным. [c.252]

Ограничением использования чисто вращательных переходов является возможность получения спектра только для веществ, находящихся в газообразном состоянии. Кроме того, исследуемые молекулы в основном состоянии должны иметь постоянный дипольный момент. [c.172]

Вращательный спектр поглощения наблюдается только у веществ, находящихся в газообразном состоянии. Это обусловлено тем, что энергия межмолекулярного взаимодействия между молекулами в жидком и твердом состоянии вещества превышает энергию вращения. Чисто вращательные спектры поглощения наблюдаются в микроволновой и дальней инфракрасной (ИК) области спектра. [c.8]

Зная расстояние между атомами Н— 2 1 [М.] и массы, рассчитать среднее значение момента инерции вращения, энергию вращения на десяти первых вращательных уровнях и волновые числа девяти первых максимумов поглощения в чисто вращательном спектре поглощения. [c.26]

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]

Если использовать излучение порядка 0,1 — 100 см (дальнюю ИК и микроволновую область), то = А кол = 0 и проявляются чисто вращательные спектры. Колебательные и вращательные переходы можно наблюдать в спектрах поглощения, испускания н комбинационного рассеяния. При этом спектры КР наблюдаются не в ИК- и микроволновой, а в видимой области спектра, что существенно меняет технику эксперимента. [c.267]

Чисто вращательные переходы в молекуле могут быть вызваны излучением в дальнем ИК- и микроволновом диапазонах спектра. Измерения в микроволновом диапазоне позволяют определять ча- [c.274]

Энергия, необходимая для изменения вращательного состояния молекулы, очень мала и совершенно недостаточна для одновременного осуществления колебательных и тем более электронных перехо,дов. Поэтому можно получать чисто вращательные спектры, т. е. спектры, связанные только с изменением скорости вращения самих молекул. [c.287]

Пример 15.3. Вычислить волновые числа (в см ) и длины волн (в мкм) линий чисто вращательного спектра Н С , соответствующих следующим изменениям вращательного квантового числа 0->-1, 1-> 2, 2->-3 и 8- -9. Используя уравнение (15.9) и момент инерции H l, вычисленный в примере 15.2. получаем [c.461]

Каждый электронный переход вызывает изменение к леба1ель-ного и соответственно вращательного состояния. Хотя гомоядерные двухатомные молекулы не дают чисто колебательных и чисто вращательных спектров, в электронном спектре проявляется вращательная и колебательная структура в виде серий полос, отвечающих электронным переходам. Чем больше поглощенная энергия, тем более сближаются полосы. Возбуждение электронов приводит к возбуждению колебательных состояний и далее к диссоциации молекулы на невозбуждениый и возбужденный атом. Если сообщенная молекуле энергия превышает энергию, необходимую для этого процесса, то избыток ее идет на увеличение кинетической энергии атомов. Спектр поглощения газообразных атомов является непрерывным, поэтому у границы сходимости полос возникает область сплошного поглощения (континуум). Волновое число этой границы гр (также Умакс) определяет энергию перехода от невозбужденной молекулы к атомам, один из которых возбужден. Вычтя из этой энергии энергию электронного возбуждения атома Дбат, получим энергию диссоциации молекулы на невозбужденные атомы Во (рис. XXIX. 5). [c.346]

Гомоядерные двухатомные молекулы не имеют постоянных дипольных моментов и не дают чисто вращательных спектров, однако для них наблюдаются вращательные спектры комбинационного рассеяния (разд. 15.10) и в их электронных спектрах имеется тонкая вращательная структура. [c.462]

Для объяснения чисто вращательного спектра многоатомную молекулу можно рассматривать как жесткую структуру с фиксированными связями и углами, равными их средним значениям. Для многоатомной молекулы момент инерции вокруг главной оси равен сумме моментов, обусловленных различными ядрами, вокруг этой оси [c.471]

Момент инерции равен 18,75-кг-м . Вычислить частоту (в см ) и длину волны (в см) для первых четырех линий чисто вращательного спектра. [c.488]

Определить длину волны (в см) первых четырех линий чисто вращательного спектра Na l. Момент инерции дан в задаче 15.3. [c.490]

Расстояние между линиями в чисто вращательном спектре молекулы СО равно 3,86 см-. Рассчитать равновесное межъядерное расстояние. [c.491]

В спектре поглощения хлористого водорода ири относите.льно высокой температуре (300° С) наблюдались, хотя и с небольшой интенсивностью, некоторые из линий, даваемых этим уравнением. Построение полосы О- >0, или чисто вращательного спектра, осуществляется точно таким же образом. В этом случае можно заметить, что вообще не появляется и, кроме того, B = B" = Bq, D =D"=Di , так что коэффициент при -М становится равными нулю и [c.370]

Разности энергий, соответствующих электронным уровням, относительно велики, и поэтому излучение, поглощаемое при переходах с одного такого уровня на другой, лежлт в далекой ультрафиолетовой области спектра. Разности энергий колебательных уровней меньше, и излучение, поглощаемое при колебательных переходах, лежит в инфракрасной области (примерно от 3 до 50 / ). Разности энергий вращательных уровней малы, и поэтому чисто вращательный спектр лежит в далекой инфракрасной и микроволновох областях. Схематическая диаграмма уровней дава на рис. 1. [c.293]

По своим динамическим свойствам молекулы делятся на линейные молекулы (симметричные и несимметричные), молекулы типа симметричного волчка, сферического волчка и асимметричного волчка. В табл. 15 систематизированы свойства молекул и их спектры. Так как момент инерции многоатомных молекул, даже трехатомных, достаточно велик, вращательная постоянная В мала и линии поглощения лежат Б МВ и радиочастотной области спектра. Поэтому исследование чисто вращательных спектров многоатомш х молекул етало возможным только с развитием радиоспектроекопии В КР-спектрах [c.168]

В иоследнес время для определения дипольных моментов используется изучение Штарк-эффекта в чистом вращательном спектре путем применения микроволновой сиектросконии. Таким способом мон но определить величину дипольного момента весьма точно см. статьи Горди [103] и Уиф-фена [270], а также кннгу Горди с сотрудниками [7]. [c.413]

Некоторые результаты микроволновых исследований. ... Глава VI. Чисто вращательные спектры комбинационного рассеяни [c.266]

При данном колебательном переходе с частотой Vo возникает полоса, отдельные линии которой отвечают различным комбинациям Vo + Увр. Частоты колебательных квантов V простираются от 30 до 4000 см"1 (X от 0,3 мм до 2,5 мкм). Это далекая инфракрасная область, вплотную смыкающаяся с областью миллиметровых радиоволн. Кванты еще более низкой энергии, менее 0,5 кДж/моль, могут вызвать только переходы между вращательными уровнями и дают начало чисто вращательному спектру. Энергии перехода е р и Vвp связаны соотношением = /гv p. Каждая линия в таком спектре имеет частоту v вр, отвечающую г-му вращательному переходу. Вращательный спектр имеет частоты порядка 10" — 1 см и простирается в область субмиллиметро-вых, миллиметровых (микроволновая (МВ) область) и сантиметровых радиоволн. На рис. 66 представлены схемы двух уровней (А и В) электронной энергии и соответствующие им колебательные и вращательные уровни. [c.143]

Поглощение или рассеяние излучения исследуют спектроскопическими методами (микроволновая и инфракрасная спектроскопия, спектроскопия комбинационного рассеяния света), которые основаны на изучении вращательных переходов энергии молекулы, что позволяет определить для изучаемой молекулы с данным изотопным составом максимум три главных момента инерции. Для линейных молекул и молекул типа симметричного волчка можно определить лишь одну из этих величин. Число моментов инерции, определенных спектроскопически, соответствует числу определяемых геометрических параметров молекул. В связи с этим при исследовании геометрического строения многоатомных молекул необходимо применять метод изотопного замещения, что создает значительные трудности. Кроме того, микроволновые и инфракрасные вращательные спектры могут быть получены только для молекул, имеющих днпольный момент. Изучение строения бездипольных молекул осуществляется методами колебательно-вращательной инфракрасной спектроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния (КР). Однако эти спектры имеют менее разрешенную вращательную структуру, чем чисто вращательные микроволновые спектры. Трудно осуществимы КР-спектры в колебательно-возбужденных состояниях бездипольных молекул или приобретающих дипольный момент в колебательных движениях. Последние случаи весьма сложны и, как правило, реализуемы лишь для простых молекул типа СН4. [c.127]

Из-за отсутствия электрического момента диполя у таких молекул вращательный спектр не наблюдается. Однако во вращательноколебательном спектре наблюдаются Я-, Q-. и Р-ветви. С помощью вращательно-колебательного спектра можно определить по Лvp или и уравнениям (1.38) или (1.42), (1.43) вращательную постоянную, момент инерции и равновесное межъядерное расстояние исходя из геометрии молекулы. У молекул типа симметричного волчка имеются два равных момента инерции. При этом возможны два варианта а) 1х = 1у<1г и Вх=Ву>Вг — вытянутый симметричный волчок б) 1х<1у=1г и Вх>Ву=Вг— сплющенный симметричный волчок. В чисто вращательном и во вращательно-колебательном спектрах наблюдается поглощение. Линии в спектрах описываются уравнениями (1.14), (1.36), (1.37). Отличительной особенностью вращательного и вращательно-колебательного спектра является распределение интенсивности линий в спектре. Это связано с иным [c.23]

Вращательные спектры. Излучение в дальней инфракрасной и микроволновой областях дает вращательные спектры молекул в чистом виде. Эти спектры, как правило, спектры поглощения, а не испускания. Чисто вращательные спектры могут давать лишь молекулы с постоянным электрическим моментом диполя. Бездипольные молекулы типа На, Ог, N2 и другие не способны поглощать или испускать свет при изменении состояния вращения, т. е. они не дают ИК-спектров вращения. Это в какой-то мере ограничивает практическое использование ИК-спектров вращения. [c.175]

Другим двухатомным свободным радикалом, для которого был обнаружен чисто вращательный спектр в микроволновой области, является радикал СЮ. Амано, Хирота и Морино [2] получили этот радикал при пропускании смеси I2 с Ог через микроволновой разряд и затем через волновод, который использовался в качестве поглощающей кюветы. Как было известно из предыдущих исследований электронного спектра, основным электронным состоянием радикала СЮ является обращенное П-состояние. Микроволновые переходы были найдены для уровней как верхней, так и нижней компонент 2П1Д и Пз/ДЗ]. На рис. 28 в виде диаграммы уровней энергии для перехода даны наблюдаемые переходы в сос- [c.57]

Ранее Маддеи и Бенедикт [88], наблюдая чисто вращательный спектр ОН в далекой инфракрасной области, иашли приближенное значение (х, равное 1,54 В. [c.59]

Квантовомеханическое рассмотрение вращательных переходов показывает, что молекула имеет чисто вращательный спектр только в том случае, когда она обладает постоянным дипольным моментом. Это может быть обусловлено тем, что вращающийся диполь индуцирует осциллирующее электрическое поле, которое взаимодействует с осциллирующим электрическим полем излучения. Поскольку гомоядерные двухатомные молекулы, такие, как Hj и N2, не имеют дипольных моментов, они не взаимодействуют с электромагнитным полем и, таким образом, не дают чисто вращательных спектров в отличие от молекул НС1 и H3 I, которые имеют дипольные моменты. Ориентация вектора дипольного момента в молекуле должна быть неизменной при любой операции симметрии этой молекулы, поэтому в каждом из элементов симметрии должен содержаться вектор. Только молекулы, принадлежащие точечным группам С , и С , могут пметь дипольные моменты (разд. 13.10). [c.460]

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]

Когда Vaл и Vкuлeб равны нулю, каждая линия отвечает нереходу между состояниями молекулы при заданном значении электронного и колебательного квантовых чисел. В этом случае говорят, что линии в сисктре поглощения или испускания образуют чисто вращательную ветвь. Поскольку они отвечают переходам между уровнями энергии, лежащими очень близко друг к другу, эти линии обнаруживаются в далекой инфракрасной области спектра. [c.364]