Движение молекул, типы

Одним из свойств простой углерод-углеродной связи является возможность относительно свободного вращения вокруг этой связи. Нетрудно представить себе, что, например, верхняя левая метильная группа в молекуле пропана, схематически изображенной на рис. 24.4, вращается относительно остальной структуры. Движения такого типа осуществляются в алканах при комнатной температуре с очень большой скоростью. В результате алканы с длинными цепочками постоянно совершают внутренние движения, приводящие к изменению их формы нечто подобное происходит с металлической цепочкой при встряхивании. [c.413]

Рис. 13-30. Типы вращательного движения молекул.

Рис, 13-31. Типы колебательного движения молекул. [c.584]

Перейдем теперь к подсчету частоты двойных столкновений между молекулами двух различных типов, концентрации кото-" рых All и П2. Пусть радиус ri молекул первого типа больше радиуса Гг молекул второго типа. Найдем сначала число столкновений в единицу времени между одной молекулой первого типа и молекулами второго типа, но не с любыми, а с такими, относительные скорости которых по величине лежат в пределах от V до V + dV, а угол между направлением движения молекулы и линией, соединяющей центры молекул, изменяется от 0 до 0-t- 0 (рис. П1,2). [c.111]

Зная размеры молекулы, скорость ее движения и число других молекул в единице объема вокруг данной молекулы, можно вычислить среднюю длину свободного пробега (расстояние между двумя последовательными столкновениями молекулы) и частоту столкновений. Молекулы типа О, и N2 в среднем пролетают между двумя столкновениями расстояние 1000 А и испытывают при нормальных условиях около 5 миллиардов столкновений в секунду (рис. 3-12). [c.143]

Скорость такого перераспределения энергии очень велика. Прн комнатной температуре для колебательного движения атомов в молекулах типа Нг, N2 она равна примерно 10 сек, а для вращательного движения молекул сек, [c.105]

Квантованные значения энергии будут такие же, как и у двухатомных молекул [см. уравнение (III.1)1. Однако многоатомные молекулы типа сферического волчка имеют три степени свободы, отсюда для полной характеристики движения кроме / и необходимо еще одно квантовое число к, определяющее значение проекции момента количества движения на одну из подвижных осей, вращающихся вместе с молекулой [c.28]

Тепловое движение молекул растворителя приводит к тому, что поляризация периодически изменяется во времени (флуктуирует). В основном это связано с периодическим изменением ориентации диполей растворителя. Такой тип флуктуаций растворителя называется ориентационными (или либрационными) колебаниями. Частота этих колебаний составляет приблизительно 1011 с" , хотя либрационные колебания характеризуются не одной частотой, а целым набором частот. Кроме этого, в растворителе возможны флуктуации поляризации, связанные с колебаниями внутримолекулярных связей ((о 101 — 101 с 1) и с деформацией электронных оболочек (со 101 с"1). Из-за очень высоких частот (а следовательно, и энергий Асо) при обычных температурах эти флуктуации очень малы, и ими можно пренебречь по сравнению с ориентационными. [c.281]

Изменение энергии поступательного движения молекулы не ведет к поглощению или испусканию излучения, проявляющегося Б ультрафиолетовой, видимой или инфракрасной частях спектра. Поэтому этот тип движения молекулы нами не рассматривается. [c.308]

Понятие агрегатного состояния обычно не применяют к полимерам. Как известно, различия между агрегатными состояниями определяются характером движения молекул и плотностью упаковки. Так, для твердых тел вращательное движение отсутствует, а существуют лишь колебательные движения, определяющие упругость и твердость тела. Полимеры не могут находиться в истинно твердом состоянии, как и в состоянии газа их можно отнести к структурам конденсационно-кристаллизационного типа (см. главу XIV). Для описания полимеров целесообразно использовать представления о фазовом состоянии вещества. Понятие фазы применяется здесь в структурном смысле и характеризуется порядком взаимного расположения молекул. В соответствии с этим любое вещество — низкомолекулярное и ВМС — находится в одном из трех фазовых состояний — кристаллическом, аморфном или газообразном (последнее для ВМС практически отсутствует). [c.307]

Спектры поглощения в инфракрасной области. Причиной поглощения веществ в инфракрасной области спектра служит колебательное движение атомов в молекуле, причем увеличение числа атомов в молекуле ведет к усложнению этого движения около положения равновесия. Установлено, что молекула, построенная из п атомов, должна испытывать Зп—6 (для нелинейной молекулы) или Зм—5 (для линейной молекулы) типов колебаний. [c.319]

К первому типу относится ориентационное взаимодействие двух полярных молекул (к полярным относят и соединения с ионной связью, так как они отличаются только степенью полярности). При сближении полярные молекулы ориентируются относительно друг друга противоположно заряженными концами диполей (рис. 1.19, а). Чем более полярны молекулы, тем прочнее связь. С повышением температуры ориентационное взаимодействие ослабляется, так как тепловое движение молекул нарушает ориентацию. [c.52]

Такой тип релаксации обычно сильно проявляется в твердых телах и очень вязких жидкостях, когда взаимодействующие частицы оказываются во множестве локальных полей соседних магнитных диполей. В твердых телах обычно 7 2<с7 ь т. е. спин-спиновое взаимодействие оказывается сильнее спин-решеточного и дает основной вклад в ширину линии. В жидкостях вследствие быстрого движения молекул локальные магнитные поля усредняются и основным вкладом в ширину линии является спин-решеточная релаксация. [c.257]

Приведенные формулы отражают активационный (прыжковый) характер движения молекул. Опыт показывает, что в жидкостях молекулы могут перемещаться непрерывно по траекториям дрейфа, без внезапных скачков. Такой тип движения доминирует в сжиженных инертных газах и в расплавленных металлах. В ассоциированных жидкостях (например, воде) более вероятен прыжковый характер перемещения молекул. [c.9]

Мы рассмотрели распределение молекул по координатам и импульсам. Однако молекулы двигаются не только поступательно, они вращаются и, кроме того, входящие в них атомы участвуют в колебательном движении друг относительно друга. Важно установить, как распределяется средняя энергия молекул по этим разным типам движения. Каждый тип движения описывается через соответствующие координаты и импульсы. Как правило, точно, а в некоторых случаях приблизительно энергия выражается квадратично через эти координаты и импульсы. Действительно, энергия поступательного движения определяется составляющими импульсами движения молекулы [c.152]

Спиновое расщепление. Поскольку у молекулы типа асимметричного волчка не может быть электронного орбитального момента количества движения, спин-орбитальное взаимодействие вообще слабое, подобно взаимодействию в линейных молекулах в случае связи Ь по Гунду. Если суммарный спин 5 = /2, т. е. в случае дублетных состояний, то два подуровня могут быть описаны формулами [c.151]

Однако иногда в исследуемых задачах возникают процессы другого типа, которые целесообразно рассматривать, вводя некоторые случайные исходные данные, что позволяет либо моделировать, либо объяснять те или иные поддающиеся оценке эффекты, не являющиеся чисто детерминистскими. Примером этого является процесс переноса в разреженной среде между сферой диаметра б и газом малой плотности. Такой процесс возникает в том случае, когда средняя длина свободного пробега молекул газа К сравнима по величине с О, поскольку при этом должны учитываться статистические характеристики движения молекул. Другими примерами могут служить случайные макроскопические внешние воздействия в природе или в технике, в частности когда граничная поверхность движется неупорядоченным образом. [c.471]

Современная теория различает три вида энергетических уровней молекул, соответствующих трем типам внутримолекулярного движения движению электронов, колебательному движению атомов и вращательному движению молекулы в делом. Вообще прсдполоя ение о том, что полная внутренняя энергия аддитивно складывается из электронной, колебательной и вращательной энергий [c.293]

Следует отметить, что при адсорбции на ртути некоторых электро-неактивных ПАОВ, образующих особо прочные так называе иые двумерные конденсированные адсорбционные слои, возникают спонтанные тангенциальные движения поверхности капельного ртутного электрода. Причиной этих движений является перепад пограничного натяжения вдоль поверхности электрода вследствие формирования неравновесных адсорбционных слоев гетерогенной структуры при частичном заполнении поверхности электрода молекулами ПАОВ. Оптимальные условия для развития тангециальных движений описанного типа создаются при небольших степенях заполнения поверхности молекулами органического вещества (0 0,2). [c.233]

На рис. 9.6,6 приведен спектр неупругого рассеяния нейтронов под углом 90° в воде при комнатной температуре. Максимум около 5,2 МэВ представляет собой энергетический спектр падающего нейтронного пучка, монохроматизированного поликристаллическим бериллием. Максимумы при энергиях 66 26 13 10 МэВ соответствуют различным типам квантовых движений молекул в воде. Максимум при 66 МэВ можно приписать заторможенным вращениям молекул Н2О, а максиму мы при 13 и 10 МэВ — максимальной частоте заторможенных транс ляций, аналогичных акустическим колебаниям кристаллической ре шетки льда. Внутримолекулярные колебания молекулы Н2О с энерги ями примерно 200 и 400 МэВ в данном эксперименте не проявились В случае тяжелой воды максимумы в энергетическом спектре рассеян ных нейтронов обнаружены при 52 20 14 и 10 МэВ. Более низкое зна [c.235]

Водородные связи образуются при пониженных температурах, так как повышение температуры приводит к их разрыву вследствие усиления теплового движения молекул. Энергия водородной связи составляет 16,8—29,4 кДж/моль, а энергия всех типов ван-дер-ваальсовых взаимодействий л 41,9 кДж/моль, т. е. все эти межмо-лекулярные силы могут существовать в одной и той же комбинации веществ. [c.45]

Рассмотрим вращательное движение двухатомной несимметричной молекулы типа НС1, причем полагаем, что молекула является жестким ротатором, т. е. размеры ее постояппы. Энергия вращения р такой молекулы определяется по уравнению [c.162]

Любые изменения, происходящие в строении всей макромолекулы жидкости, М. И. Шахиаронов называет элементарной реакцией, состоящей и.) элементарных событий, т. е. превращения исходных частиц в продукты реакции. Элементарным событием могут быть внутримолекулярная перегруппировка какой-либо мономерной молекулы диссоциация молекулы (или ассоциата) либо ко.мплекса акт взаимодействия двух или трех част1щ, а также какого-либо моио.мера с поверхностью раздела фа ) образование дефекта квазикристаллической структуры взаимодействие дефектов ( дырок ) друг с другом ноявление ассоциатов дефектов и комплексов дефектов. Элементарные реакции, протекающие в жидкой фазе, условно делятся на три типа в соответствии с характерными временами сверхбыстрые (т1 = 10 —10 с), быстрые (т1--=--10- —1 с) и медленные (Т >1 с). Таким образом, прыжковый механи ш теплового движения молекул жидкой фазы, по Я. И. Френкелю, интерпретируется как сверхбыстрая реакция. [c.45]

Изменения энтропии могут быть также связаны с молекулярными движениями внутри вещества. Молекула, состоящая из двух или нескольких атомов, может совершать движения различных типов. Молекула как целое движется в том или ином направлении, как и при движении молекул газа. Такое движение называется поступа-ТСЛ1.НЫМ. Кроме того, атомы в молекуле совершают колебательное движение, периодически сближаясь друг с другом и снова удаляясь, подобно тому как колеблются ножки камертона. На рис. 18.4 показаны колебательные движения, которые может совершать молекула воды. Кроме того, молекулы могут совершать вращательное движение подобно вращающемуся волчку. Вращательное движение молекулы воды тоже показано на рис. 18.4. Формы движения молекул соответствуют разным способам накопления энергии. При повышении температуры системы все эти виды движения повышают запасаемую энергию. [c.179]

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]

Частота вращательного движения молекулы составляет величину порядка 10 ° сек- частота излучения при переходе с одного энергетического уровня на другой сравнительно низка, а длина волны велика. Соответствующие полосы поглощения проявляются в далекой инфракрасной и микрорадиоволновой частях спектра. В действительности только что намеченные границы оказываются достаточно размытыми, а расшифровка спектров (т. е. отнесение отдельных линий спектра за счет того или иного типа движения в молекуле) затруднена. [c.309]

Вращательное движение многоатомных молекул. Вращательноколебательные спектры. Многоатомные линейные молекулы обладают двумя степенями свободы вращательного движения вокруг осей, проходящих через центр масс молекулы и перпендикулярно оси молекулы. Оба момента инерции одинаковы и, следовательно, одинаковы и вращательные постоянные, которые могут быть определены из вращательного или вращательно-колебательного спектра по одному из уравнений (1.38), (1.42), (1.43). У молекул типа сферически симметричного волчка все три момента инерции одинаковы [c.23]

Компенсирующее изменение энтальпии отрицательно и зависит от возможности дисперсионных взаимодействий хозяина и гостя . Энтальпии образования клатратов гидрохинона с аргоном, криптоном, кислородом, азотом, метаном составляют 25,1 26,4 23,0 24,3 30,2 кДж/моль гостя соответственно . Молекулы гости не остаются неподвижными в своих клетках ( lathros — по-гречески клетка) исследования клатратов двухатомных молекул в гидрохиноне привели к заключению, что молекулы НС1, О2, НВг вращаются, а также совершают броуновские колебания в клетках. Несомненно, что в клатратах, содержащих молекулы гостей различных типов (например, молекулы азота и кислорода в гидрохиноне), существует слабое взаимодействие между гостями . Многочисленные клатраты образует вода (клатратные гидраты), причем и в этом случае решетка, типичная для клатратов, отличается от решетки льда. В клатратах гостями заполняются большие и малые полости. Крупные молекулы (этан, этилен, хлороформ) помещаются только в больших полостях, молекулы меньших размеров (метан, аргон) входят в малые и большие полости. Доказано вращательное движение молекул метильной группы ацетона, молекул окиси этилена, гексафторида серы и других в кла-тратных гидратах, где движутся не только молекулы — гости , но и (медленнее) молекулы хозяина , т. е. воды. [c.271]

Некоторые особенности ассоциированных растворов, были отмечены во введении. Ассоциированными мы назвали растворы, в которых наряду с ван-дер-ваальсовыми взаимодействиями имеют место специфические взаимодействия типа водородной связи. Энергия специфической связи (например, водородной связи —О—Н. .. О<) — порядка 10—20 кДж/моль. Образование такой связи сопровождается изменением вращательного движения молекул, изменяются некоторые внутренние колебательные движения. Наличие сильных направленных взаимодействий, обусловливающих изменение статистических сумм [c.429]

Эти 12 неприводимых представлений соответствуют 12 степеням свободы движения молекулы HNNH. Типы симметрии нормальных колебаний молекулы можно получить, вычитая из общего представления неприводимые представления для поступательного и вращательного движения (см. таблицу характеров для т.е. табл. 5-2) [c.238]

Р. изучает неск. типов переходов переходы между уровнями энергии, соответствующими вращат. движению молекул с постоянным электрич. моментом (см. Микроволновая спектроскопия), переходы, обусловленные взаимодействием электрич. квадрупольного момента ядра с внутр. электрич. полем в твердых телах (см. Ядерный квадрупо.пчый резонанс) и взаимодействием электронов проводимости с внеш. магн. полем (см. Циклотронный резонанс) переходы, обусловленные взаимодействием магн. моментов электронов или ядер с внеш. магн. полем в газах, жидкостях и твердых телах (см. Электронный парамагнитный резонанс, Ядерный магнитный резонанс). [c.171]

Основные спектральные параметры ЯКР частота ширина линии времена квадрупольной спин-решеточной (Г]) и спин-спиновой релаксации (Тз). Диапазон наблюдаемых изменений Q для разл. элементов и типов связи 0,1-1000 МП1. Диапазон изменений Ду для мол. кристаллов и аморфных тел с ван-дер-ваальсовыми межмол. взаимод.-0,001-2% от Уд, >гго обусловлено статистич. разбросом ГЭП и сввдетельствует о степени структурной упорадоченности в-ва. Диапазоны изменений времени релаксации - от неск. микросекувд до секувд (Гг) и часов (Г]) в зависимости от т-ры и характера тепловых движений молекул и их фрагментов. [c.516]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология