спектры строение молекулы

Использование масс-спектрометров с двойной фокусировкой во много раз увеличило надежность идентификации неизвестных соединений благодаря уменьшению перекрывания спектров компонентов смеси. Кроме того, получение масс-спектров индивидуальных соединений высокого разрешения позволило более детально проследить различные этапы распада молекулярного иона и обнаружить значительное количество ионов, имеющих совершенно непредвиденное строение. Накопление подобных данных приводит к более полной корреляции между строением молекул и их масс-спектрами, а значит и к более тонкой оценке характеристических ионов, используемых при идентификации. Так, например, с помощью масс-спектрометра высокого разрешения исследовались алифатические эфиры муравьиной, уксусной, пропионовой и масляной кислот [218] был идентифицирован состав всех ионов. Основное преимущество высокого разрешения при исследовании [c.125]

По спектру ядерного магнитного резонанса можно определить свойства ядер, строение молекул, подвижность частиц в кристаллах в разных условиях, ЯМР применяется при изучении кинетики и механизма химических реакций, состояния вещества в растворах, процессов протонного обмена мел<ду молекулами в растворах, для анализа сложных смесей продуктов реакции. [c.62]

Постоянная область поглощения характерна для двойных и тройных связей, находящихся в молекулах определенного строения. Молекулы с тройными связями имеют характеристическую частоту в области 2300—200 м , но соответствующая полоса в спектре наблюдается только при 2100—2150 смГ ( —4,7 ц), когда связь имеет [c.237]

В отличие от ИК-спектров, в которых проявляются колебания, связанные с изменением дипольных моментов молекул, в спектрах КР активны те колебания, которые сопровождаются изменением поляризуемости молекулы в поле электромагнитного светового излучения. Это приводит к тому, что оба метода дополняют друг друга в определении частот колебаний в молекулах. Из спектров. КР газообразных веществ можно получить также информацию относительно вращательного движения молекул. Комбинационное рассеяние света, так же как и ИК-спектроскопия, является эффективным методом исследования строения молекул и их взаимодействия с окружающей средой. Спектры КР специфичны для каждого соединения и могут служить как для его идентификации, так и для обнаружения в смеси с другими веществами. [c.222]

Для многих молекул о симметрии равновесной конфигурации (но не о расстояниях) удается судить уже по самому существованию или отсутствию спектра. Так, ИК-вращательный спектр аммиака указывает на пирамидальное строение молекулы, поскольку плоская молекула ХУз не имеет дипольного момента и неактивна в ИК-спектре. Аналогично существование вращательного ИК-спектра молекулы НгО указывает на нелинейность молекулы, так как линейные симметричные молекулы неполярны. Так как ИК- и МВ-вращательные спектры связаны с наличием дипольного момента, то, изучая эффект Штарка в МВС, можно определить дипольный момент люлекулы. [c.170]

Успехи в изучении строения молекул и развитие квантовой статистической физики привели к созданию нового метода расчета термодинамических функций и, в частности, химических равновесий. Этот метод дает возможность вычислять значения внутренней энергии (сверх нулевой), энтропии и теплоемкости газообразных веществ в широком интервале температур (до 4000— 6000 °С), исходя из величин энергий всех квантованных состояний молекулы, связанных с ее вращением, колебаниями, электронным возбуждением и другими видами движения. Для вычисления энергии каждого из состояний молекулы необходимо знать молекулярные параметры моменты инерции, основные частоты колебания, уровни электронного возбуждения и др. Эти величины находятся главным образом путем изучения и расшифровки молекулярных спектров. Вычисление же термодинамических величин проводится методами квантовой статистической физики. Здесь будут кратко изложены основы статистического метода расчета термодинамических функций. [c.327]

Статистическая термодинамика дает возможность рассчитать значения функций Зт, Нт—Но, От—Но, Ср и др. Пока такие расчеты возможны практически лишь для газов и веществ с несложными молекулами. Экспериментальной основой расчетов служат данные о строении молекул (межатомные расстояния и пр.) и данные о спектрах. Сложность и большая трудоемкость расчетов раньше сильно затрудняли использование этого метода. Однако развитие счетной техники и применение электронных счетных машин позволило преодолеть указанные трудности, и в настоящее время большое число новых данных получается этим путем в особенности для высоких температур. [c.220]

Применение методов статистической физики к решению проблем химической термодинамики привело в 20-х годах к созданию статистической термодинамики и к возможности определять значения основных термодинамических функций веществ в состоянии идеальных газов на основе данных о строении молекул и о спектрах веществ. Правда, и в настоящее время возможности этого метода практически ограничиваются лишь простыми молекулами или молекулами, для которых такие расчеты упрощаются вследствие их симметрии. Однако большое значение имела прежде всего возможность определить значения энтропии и других величин двумя независимыми методами — методами классической термодинамики на основе калориметрических определений и методами статистической термодинамики на основе данных о строении молекул и их спектрах. В большинстве случаев этими двумя методами были получены хорошо согласующиеся значения энтропии, что. явилось убедительным доказательством надежности каждого из них. Позднее были выяснены и причины наблюдаемых в известных случаях расхождений, что привело к возможности использовать эти расхождения для определения параметров, относящихся к строению молекул (энергетический барьер внутреннего вращения и другие). В дальнейшем развитие радиоспектроскопии расширило экспериментальные основы расчетов, а использование электронно-вычислительных машин облегчило проведение их. В результате методы статистической термодинамики нашли широкое применение для определения основных термодинамических функций разных веществ в газообразном состоянии при самых различных внешних условиях и значительно способствовали быстрому увеличению фонда имеющихся данных. Однако эти методы сами по себе не дают в настоящее время возможности определять тепловые [c.18]

Новый этап в развитии и использовании метода люминесцентного анализа начался с 1952 г., когда Э. В. Шпольский и со<-трудники открыли эффект существования тонкой квазилинейчатой структуры электронных спектров многоатомных молекул [16, 20]. Было показано, что при использовании низкомолекулярных парафинов (Сб—Сю) неразветвленного строения в качестве матрицы в условиях низких температур (ниже — 196°С) диффузные полосы люминесценции многоядерных ароматических углеводородов способны расщепляться на ряд узких и четких линий. Было показано, что существует принципиальная возможность определять тип молекулярной структуры неизвестных соединений на основе анализа его квазилинейчатого спектра и данных о связи структуры спектра со строением молекул. [c.215]

Рассмотрим наиболее подробно спектры двухатомных молекул, так как при этом можно понять основные идеи и принципы, лежащие в основе использования спектра как инструмента для познания строения молекул. Для упрощения изложения, но не в ущерб строгости, рассматриваются спектры вращательного, колебательного и электронного движения как независимые. [c.151]

Использование колебательных спектров для определения строения молекул [c.175]

Поглощение в УФ-области является следствием возбуждения электронов в молекулах. Прочность этих связей, а следовательно, и характеристическая энергия перехода определяются природой ядер атомов, и, таким образом, длина волны, при которой происходит поглощение, является скорее свойством группы атомов, чем просто электронов. Можно ожидать, что структурные изменения в поглощающих группах будут сказываться и на характере поглощения в этом, собственно, и состоит сущность использования спектров поглощения для получения данных о структуре молекул вообще и в частности — о строении молекул асфальтенов. [c.211]

Для исследования высокополимерных соединений и процессов их получения существуют различные модификации масс-спектрометрического метода. Одна из них относится к изучению продуктов термического распада полимеров [19], поскольку предполагают, что продукты термической деструкции в глубоком вакууме не претерпевают превращений и сохраняют структуру, отвечающую исходной молекуле. Исходя из этой предпосылки и используя данные масс-спектро-метрического анализа, было доказано, в частности, наличие разветвленных и пересекающихся цепей в молекуле полиэтилена, а также установлены зависимости между строением молекулы полиэтилена и физико-механическими свойствами полимера. [c.11]

Тем не менее метод инфракрасной спектроскопии оказался довольно мощным и эффективным средством познания химической природы высокомолекулярных компонентов нефти. Его приложение к исследованию строения молекул этих сложных соединений основано на использовании характеристических спектров отдельных групп атомов, входящих в состав молекул. [c.235]

Следует заметить, что при ЕТ-механизме передача избыточной энергии возбужденной молекулы третьей частице может зависеть от строения последней. В частности, согласно принципу ударов второго рода, в составе энергетического спектра М должны быть резонирующие уровни, способные принять энергию возбуждения молекулы R2 (колебательную или даже электронную). Таким образом, и в случае рекомбинации по ЕТ-механизму возможна специфичность влияния третьих тел, которая будет иметь чисто физическую природу, связанную со структурой энергетического спектра возбужденных молекул и третьих частиц. [c.116]

Точная квантовомеханическая трактовка спектров поглощения возможна только для самых простейших молекул. В основном применение спектроскопии в изучении строения молекул носит чисто эмпирический характер и основано на том, что энергетические электронные уровни зависят от вида непосредственного окружения одного или нескольких атомных ядер. [c.8]

Для выяснения тонкой структуры спектров флуоресценции их исследуют при низких температурах (например, при температуре жидкого азота 77 К), при этом подбирают растворители, в которых наиболее отчетливо проявляется структура спектров. Этот метод измерения квазилинейчатых спектров в твердой матрице при низких температурах был предложен Э. В. Шпольским. Особенно успешно он был применен к исследованию полициклических ароматических углеводородов. Получаемые квазилинейчатые спектры флуоресценции ароматических углеводородов в растворах алифатических углеводородов являются очень характерными и позволяют получать информацию о колебательной структуре основного электронного состояния ароматических углеводородов. Квазилинейчатые спектры флуоресценции обладают рядом важнейших свойств. Прежде всего квазилинейчатые спектры в каждом случае носят ярко выраженный индивидуальный характер (специфичность). В отличие от обычных размытых спектров поглощения и флуоресценции они существенно различаются даже у близких по строению молекул. Это отличие оказывается значительным и для изомерных молекул. Другая важная особенность квазилинейчатых спектров заключается в очень высокой селективности таких измерений. Благодаря малой ширине и высокой интенсивности линий квазилинейчатые спектры позволяют определять индивидуальные соединения в сложной смеси даже тогда, когда они входят в многокомпонентную смесь в ничтожно малых концентрациях. Третьей характерной особенностью квазилинейчатых спектров флуоресценции является чрезвычайно высокая чувствительность методов, основанных на их применении. Измерение квазилинейчатых спектров позволяет при прочих равных условиях увеличить чувствительность люминесцентных измерений примерно в 100 раз. [c.72]

Известно, что расчет термодинамических свойств веществ из спектральных данных может быть произведен в том случае, если известны строение молекул этих веществ и их колебательные спектры. Был предложен метод расчета термодинамических свойств органических и неорганических соединений без знания их колебательных спектров. Авторы показали, что колебательные спектры обладают свойствами аддитивности. Это позволяет по известной структуре н колебательным спектрам нескольких веществ вычислить недостающие данные для всего гомологического ряда соединений, используя следующее выражение [c.41]

МАСС-СПЕКТРЫ И СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ [c.50]

Богомопов С. Г. Инфракрасные спектры поглощения и строение молекул некоторых классов органических соединений. Автореферат кандидатской диссертации. [c.156]

Во второй части гт авы собраны и обсуждены эмпирически установленные зависимости между строением молекул углеводородов и их инфракрасными спектрами. [c.482]

Из предыдущего видно, что в области 1350—3300 см проявляются колебания, локализованные в определенных связях и небольших группах атомов и характерные для них. Соответствующие полосы используются преимущественно для структурно-группового анализа, и область спектра 1350—3800 см называют областью групповых или областью характеристических частот. В области ниже 1350 сж наряду с характеристическими колебаниями некоторых структурных элементов проявляются колебания, частоты и интенсивности которых определяются строением молекулы как целого, в первую очередь строением ее углеродного скелета. Такие скелетные колебания делают спектр данной молекулы отличным от всех остальных, ее уникальной характеристикой. Поэтому область ниже 1350 сж называют областью скелетных частот. Именно на скелетных частотах основаны идентификация и качественное и количественное определения индивидуальных углеводородов в сложных смесях. [c.493]

Использование свойств симметрии позволяет существенно упростить анализ электронного строения молекул, включая и анализ молекулярных спектров. Не менее важны и вычислительные аспекты. Положим, чго базисные функции преобразуются по неприводимым представлениям пространственной группы симметрии молекулы, т.е. представляют так называемый симметризованный базис. При вычислении секулярного определителя в симметризованном базисе удается существенно понизить ранг определителя. Построение симметризован-ного базиса может быть выполнено различными способами, в том числе и с использованием операторов проектирования [c.200]

В табл. 1.8 собраны данные о строении некоторых молекул и энергиях связи, полученные из анализа спектров. Как видно из приведенных в табл. 1.7 и 1.8 значений для СЬ, СОа и ЗОг, результаты электронографического и спектрального определения строения молекул хорошо согласуются. Точность спектральных спреде-, лений межъядерного расстояния значительно выше, чем электро-нографическнх. [c.66]

В этой главе рассматриваются методы определения строения молекул углеводородов и вычослеиия термодинамаческих величии при помощи спектров поглощения в инфракрасной области и спектров комбинационного рассеяния. Применение этих методов позволило внести сущестненвый иклад в развитие химии углеводородов. [c.292]

Спектры поглощения растворов имеют большое практическое применение. Так как они имеют прямую связь со строением молекулы, то прежде всего спектры поглощения используются для качественного и количественного анализа. Качественный анализ производится сравнением спектра поглощения полученного вещества со спектрами поглощения, приведенными в таблицах. Количественный аналнз производится на основании закона Беера. Кроме того, спектры поглощения используются для изучения химического равновесия, кинетики химических реакций, строения вещества, для изучения взаилюдействия между частицами в растворах и для других целей. [c.23]

Ароматические углеводо,роды различаются и по числу атомов углерода в боковых цепях, которое колеблется от 3—5 до 25. Однако, как прав/ило, боковые цепи ароматических углеводородов масляных фракций значительно короче, чем боковые цепи соответствующих им по температуре выкипания нафтеновых углеводородов. Одним из важнейших вопросов в исследовании строения молекул ароматических углеводородов является определение числа и структуры баковых цепей. Наиболее точным методом, позволяющим получить представление об этом, является метод спектрального анализа в инфракрасной части спектра. Он дает возможность определить число групп СНз и СН2, т. е., общее число атомов углерода в цепях, по числу СНз-групп — число концов цепей, по соотношению СНз- и СНг-групп — степень их разветвлент ности. [c.15]

Пути эксперимеитального исследования строения молекул. Энергетические параметры различных процессов, происходящих в молекулах, наиболее удобно определять путем исследования спектров этих молекул. Каждая линия спектра всегда отвечает какому-то определенному изменению состояния молекулы и количественно характеризует происходящее при этом изменение энергии молекулы. В свободных атомах такими процессами могут быть только переходы электронов, а в молекулах, кроме того, — изменения энергии колебания атомов или, атомных групп, составляющих данную молекулу, изменения энергии вращения молекулы в целом или вращения одной части ее относительно другой. Энергетические эффекты этих процессов сильно различны и относятся к разным областям спектра от ультрафиолетовой и видимой части его до инфракрасной и микроволновой областей, т. е. до области радиочастот (радиоспектроскопия). Таи как различные изменения состояния молекулы могут происходить одновременно, накладываясь одно на другое, то все это приводит к большой сложности моле кулярмых спектров. После того как научились расшифровывать такие спектры были получены чрезвычайно ценные и многообразные данные, количественно ха рактеризующие различные процессы, происходящие в молекулах данного веще ства, и многие особенности их внутреннего строения. [c.89]

Строение молекулы (ее симметрия) проявляет себя отчетливо в колебательном спектре, отражаясь в его характерных особенностях — числе полос, значениях частот, поляризации линий комбинационного рассеяния, интенсивности спектральных линий и их контуре и т. п. Вся совокупность данных, а не одна из особенностей позволяет установить строение многих малых молекул. В табл. 16 отражены формы колебаний и активность в ИК- и КР-спектрах газов ряда конфигураций малых молекул. Обычно для исследуемой молекулы возможно предположить исходя из соображений симметрии или химической интуиции несколько равновесных конфигураций, для каждой из которых характерно определенное число полос, соотношение между их интенсивностями и т. д. Сопоставляя имеющиеся спектральные данные с предполагаемой моделью, определяют наиболее вероятную конфигурацию (структурный анализ). Например, для молекул ВС1з можно предположить две структуры — плоскую и пирамидальную [c.175]

С у). Для последней в ИК- и в КР-спектрах активны все четыре колебания VI, 42, чз, Для плоской конфигурации в ИК-спектре активны три частоты (кроме VI), а в КР-спектре — тоже три (кроме Ч2). Для молекулы В С1з в КР-спектре найдены всего три фундаментальные частоты 471, 956 и 243 см . Из них наиболее интенсивна первая. В ИК-спектре обнаружены полосы при 460, 956 и 243 см 1. Таким образом, пирамидальная конфигурация отпадает, молекула должна быть плоской (см. табл. 16). Линия 471 см в КР-спектре должна принадлежать полносимметричному колебанию VI как наиболее яркая в КР-и отсутствующая в ИК-спектре. Вывод о плоском строении молекулы ВС1з подтверждается методом изотопного замещения. Из табл. 16 (см. молекулы ХУз симметрии Озд) видно, что только в полносимметричном колебании VI (ВС1з) = 471 см ядро атома бора не смещается от положения равновесия. Следовательно, только частота [c.175]

Эмпирические закономерности, связывающие определенные молекулярные структур(.1 с масс-спектрами, служат основой для расшифровки строения молекул, идентификации органических веществ, качественного и количественного анализа их смесей. При использовании масс-спектрометров с больпю разрешающей способностью (10 000—20 000) анализ смесей углеводородов облегчается, так как имеет место разрешение дублетов (например СО и точные значения масс для расчета дублетов даны на стр. 522—525. [c.521]

В табл. 8.2 приведена классификация частот нормальных колебаний н-парафинов и область изменения частот. Эти данные можно использовать для оценки термодинамических функций молекул и радикалов. Рисунок, приведенный ниже, поясняет табл. 8.2 и схематически показывает строение и колебательные координаты н-парафинов. Учитывая свойство характеристичности колебаний и пользуясь данными табл. 8.2, можно получить приближенный колебательный спектр любой молекулы алкана и соответствующего ей радикала. Частоты нормальных колебаний для многих углеводородов различных классов приведены в монографии Свердлова, Ковнера и Крайнова [4 9]. [c.98]

В то же время частоты колебаний характеристических групп практически не зависят от строения молекулы в целом (ее скелета). Как правило, эти частоты довольно сильно разнесены с областью скелетных колебаний. Поэтому инфракрасные спектры позволяют пдентифпцировать наличие этих групп в исследуемом соединении. [c.54]

Все перечисленные выше и ряд других сведений о строении молекул получаются из спектральных данных при помощи разработанной за последние десятилетия теории колебательных и вращательных спектров. Теория относится в равной мере к инфракрасным спектрам и спектрам комбинационного рассеяния и, конечно, не может быть изложена в настоящей главо. Она подробно изложена в монографиях, к которым и отсылаем читателя. Теория вращательных и колебательно-вращательных спектров многоатомных молекул систематически изложена в прекрасной монографии Герцберга [7]. Ряд вопросов теории, особенно методы расчета колебательных частот молекул и упругих электрооптических постоянных межатомных связей, в ьаиболсе полной и совершенной форме развиты в монографии Волькенштейпа, Ельяшевича и Степанова [5] см. также [4, 12, 549а, 559] и обширную библиографию в [7]. [c.483]

Li p p e r t E., M e с к e R. Спектроскопический метод определения строения молекул на основании интенсивности полос радикала СИ в инфракрасной области колебательного спектра. Z. Ele tro hem., 1951, STI, 55,, К 5, 366—374. [c.668]

Для исследования органических соединений используются различные области электромагнитного спектра. Излучение, соответствующее ультрафиолетовой и видимой областям спектра (1000—8000 А), вызывает переходы внешних, валентных, электронов на более высокие энергетические уровни, а также изменение колебательной и вращательной энергии молекул. Поэтому ультрафиолетовые и видимые спектры молекул состоят из широких полос поглощения. Положение полос поглощения, их форма и интенсивность определяются строением молекулы (наличие кратных связей, функциональных групп). В ряде случаев УФ и видимые спектры бырают настолько характерны, что могут служить для идентификации соединений. Многие полосы поглощения в УФ и видимых спектрах имеют очень высокую интенсивность, что позволяет работать с очень малыми количествами веществ. Количественная зависимость между интенсивностью поглощения и концентрацией веществ позволяет применять УФ и видимые спектры в количественном анализе. [c.228]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология