Штарка момент

В отсутствие поля каждый вращательный уровень вырожден 2У -f 1 раз. Во внешнем однородном электрическом поле вырождение частично снимается и вращательный уровень расщепляется на 7 + 1 подуровней (эффект Штарка). В результате число линий в спектре резко увеличивается. Смещение частот новых линий относительно частоты вращательного перехода в отсутствие поля для линейной молекулы Дч =ц Я/2йД. Как видно, величина смещения пропорциональна квадрату напряженности поля F. Измерив штарковское смещение Д v, можно рассчитать дипольный момент молекулы. [c.155]

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]

Спектры атомов проявляют тонкую структуру, которая не может быть объяснена при помощи только что обсуждавшейся теории. Например, некоторые линии могут быть разрешены в близко расположенные мультиплеты в присутствии магнитного поля (эффект Зеемана) или электрического поля (эффект Штарка). Эта тонкая структура была объяснена в 1925 г. Гаудсмитом и Уленбеком влиянием собственного магнитного момента электрона, который не зависит от его орбитального момента. Позднее Дирак применил теорию относительности к квантовой механике и показал, что действительно можно теоретически обосновать собственный угловой момент электрона. Термин спин электрона применяется, но было бы неправильно думать, что собственные магнитные эффекты электрона обусловлены вращением массы вокруг оси. Собственный угловой момент электрона может быть рассмотрен в известном смысле аналогично орбитальному угловому моменту. Величину 5 полного спина можно выразить как [c.391]

Линии вращательного спектра двухатомной молекулы расщепляются под действием внешнего электрического поля. Этот эффект — вращательный эффект Штарка — является результатом взаимодействия молекулярного дипольного момента с электрическим полем. [c.462]

Если изучаемые молекулы находятся в электростатическом поле, линии в микроволновом спектре расщепляются, — это так называемый эффект Штарка, который обусловлен взаимодействием дипольного момента газообразной молекулы и электрического поля. Поскольку расщепление пропорционально постоянному дипольному моменту, можно вычислить его величину. [c.474]

Однако помимо расщепления уровней энергии в многоэлектронных атомах, еще с 1896 г. было известно расщепление их в магнитных полях (эффект Зеемана), а с 1913 г. — в электрических полях (эффект Штарка). Для объяснения этих эффектов Зоммерфельд ввел еще одно — магнитное — квантовое число т, которому придал смысл квантования проекции магнитного момента электрона на направление вектора внешнего поля. Однако все эти попытки спасения теории Бора ни к чему не привели, так как не смогли преодолеть искусственности ее исходных постулатов и ограниченности применения. Нужна была новая аксиоматика атомной физики и химии, которая и была разработана в 20-х гг. XX столетия. [c.76]

Линейный эффект Штарка может наблюдаться только в системе с кулоновской потенциальной энергией (атом водорода), где имеется вырождение по квантовому числу I. Во всех других атомах поле, действующее на электрон, отличается от кулоновского, поэтому уровни, относящиеся к разным I (следовательно, разной четности), имеют разную энергию. Средний электрический момент в этих состояниях равен нулю. В этом случае влияние внешнего электрического поля будет сказываться на положении энергетических уровней только во втором приближении теории возмущений. Изменение энергии состояния nhn) определяется формулой [c.327]

При воздействии электрического поля наступает расщепление вращательных линий (эффект Штарка). Расщепление пропорционально напряженности приложенного поля и дипольному моменту (1 молекулы, что позволяет определять ц. [c.421]

Для измерения дипольного момента тиофена поглощающая ячейка была прокалибрована по спектру молекулы ОСЗ. Значение дипольного момента молекулы ОСЗ принято равным 0,7124 дебая [4], Использованные для измерения эффекта Штарка переходы и полученные результаты по [c.27]

Как следует из рис. 12 и 13 [44], все экспериментальные точки хорошо ложатся на прямые линии. Экстраполяция этих прямых до пересечения с осью ординат приводит к следующим значениям дипольных моментов для НС — 1,034 для НВг — 0,788 и для HI — 0,382 D. Эти данные хорошо согласуются с результатами определения дипольных моментов по методу Штарка (1,04, [c.45]

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИПОЛЬНОГО МОМЕНТА С ПОМОЩЬЮ ЭФФЕКТА ШТАРКА [c.62]

Эффект Штарка связан с изменением уровней энергии атомов и молекул под воздействием внешнего электрического поля, обнаруживаемым сдвигом и расщеплением спектральных линий. Это изменение в спектрах молекулы может быть использовано для определения дипольного момента. [c.62]

Метод определения дипольного момента с помощью эффекта Штарка является весьма точным и требует, чтобы приложенное поле обладало достаточно высокой однородностью. [c.62]

В зависимости от наличия составляющих дипольного момента, направленных вдоль вектора полного момента количества движения, наблюдается соответственно эффект Штарка первого порядка (расщепление линии пропорционально первой степени напряженности внешнего поля Е) или эффект Штарка второго порядка [c.63]

Если внешнее электрическое поле Е известно и переход с достоверностью идентифицирован, то из измерения сдвига частоты линии, обусловленного эффектом Штарка, можно определить дипольный момент молекулы. Для этих целей наиболее часто применяется волноводная ячейка. Внешнее электрическое поле создается плоским электрическим электродом, находящимся внутри волновода. Такое расположение плоского электрода не приводит к значительному искажению сверхвысокочастотного поля и не препятствует распространению сверхвысокочастотной волны, так как поле пересекается электродом в плоскости, перпендикулярной напряженности этого поля. Существенно отметить, что электрическое поле в таком волноводе имеет значительную неоднородность только около краев электрода, а в центре оно параллельно направлению сверхвысокочастотного электрического ноля. Поэтому при вычислении дипольных моментов можно считать поле [c.63]

Точные формулы для расщепления Штарка в молекулах типа асимметричного волчка получить трудно. Однако исследование эффекта Штарка позволяет также рассчитать дипольные моменты и в этом случае. При неизвестном направлении дипольного момента эффект Штарка определяется для нескольких линий. Это дает возможность вычислить значения проекций дииольноГо момента на оси. В этом большое преимущество данного метода определения дипольного момента, так как все остальные методы измерений дают возможность определить лишь скалярную величину дипольного момента молекулы. Определение дипольного момента по штарк-эффекту дает возможность измерять небольшие (порядка 0,1—0,2 0) значения дипольного момента почти с такой же точностью (около 0,2%), как и большие. Важно, что для метода Штарка несущественно даже значительное загрязнение газов, так как для измерения выбираются лишь те линии поглощения, которые принадлежат интересующей нас молекуле. В табл. 7 приведены значения дипольных моментов ряда простых соединений, полученные методом Штарка. Точность определения моментов не превышает 1 % от измеряемой величины. [c.64]

Дипольные моменты некоторых соединений, определенные методом Штарка [c.64]

К сожалению, метод Штарка для определения дипольных моментов ограничен необходимостью вести исследования с веществом только в газовой фазе, обладающим достаточно высокой упругостью пара. [c.64]

Экспериментальное определение величин дипольных моментов молекул в возбужденных состояниях не может быть основано на обычных методах измерения молекулярной поляризации (гл. II) вследствие весьма малого времени жизни этих состояний и, следовательно, ничтожных концентраций возбужденных молекул при обычных условиях возбуждения. Методы определения величин основаны на изучении оптических свойств молекул, помещенных в различные условия электрического взаимодействия со средой (растворители) илн с внешним электрическим полем, и связаны с исследованием одного из следующих явлений 1) сдвигов полос в спектрах поглощения и люминесценции в различных растворителях и при различных температурах 2) люминесценции и поглощения растворов в сильных электрических полях (поляризация люминесценции и электрический дихроизм) 3) спектров поглощения соединений в парообразном состоянии в электрическом поле (эффект Штарка). [c.232]

Определение дипольного момента в возбужденных состояниях из эффекта Штарка [c.238]

Методы исследования растворов в сильном электрическом поле позволяют более точно оценить дипольные моменты, но они весьма сложны по технике эксперимента и обработке экспериментальных данных. Предпочтение следует отдать методу электрического дихроизма, который обладает большой универсальностью и значительной точностью. Наименее универсален метод Штарка, однако он является единственным методом определения р.е молекул в [c.238]

Измерение Штарк-эффекта в спектре позволило определить значение компоненты дипольного момента по оси А, равное 1,89 + 0,06 D. Так как наиболее вероятная конформация молекулы имеет симметрию g, то это значение может быть принято за полный дипольный момент молекулы (для симметрии g направление оси А совпадает с направлением полного дипольного момента). [c.103]

Исследование микроволнового спектра тиофена было предпринято с целью уточнения значений вращательных постоянных и дипольного момента, полученных в работе [7]. В табл. 4 представлены экспериментальные и вычисленные в приближении жесткого волчка частоты 18 идентифицированных переходов, В табл. 5 приведены значения вращательных постоянных, вычисленных по переходам с малыми /, и для сравнения данные, полученные в работе [7]. В табл. 6 помещены значения дипольного момента, полученные измерением эффекта Штарка трех переходов. Среднее значение дипольного момента 0,533 О находится в хорошем согласии с данными, полученными классическим методом (0,52—0,55 )) [8]. [c.105]

Уравнения (4.66) — (4.68) для энергии взаимодействия справедливы и в классической и в квантовой механике. Различие состоит лишь в расчете моментов (г и 0, причем эти моменты могут быть вычислены только квантовомеханическими методами, тогда как с помощью классической механики этого сделать нельзя. Другими словами, плотность заряда р должна быть найдена с помощью квантовомеханических расчетов. Практически такие расчеты трудно выполнить с желаемой точностью, поэтому предпочтение отдается экспериментальному определению моментов. Дипольный момент можно определить по диэлектрическим свойствам или, например, по эффекту Штарка в микроволновом спектре. Молекулярным дипольным моментам посвящена обширная литература компактный обзор по этому вопросу приведен в работе Уэтерли и Уильямса [57]. Определить экспериментально квадрупольный момент гораздо сложнее. Для этого используются такие обусловленные давлением эффекты, как уширение микроволнового спектра и поглощение в инфракрасной части спектра. Обзор всех этих методов приводится в работе Букингема [55]. Около половины известных в настоящее время [c.196]

В начале шестидесятых годов О. Р. Лайд, определяя дапольный момент с помощью эффекта Штарка, нашел, что его величина для изобутана равна 0,132 В /88/, а для н-пропана - 0,0830/89/. Следует отметить, что определение электрического дипольного момента по Штарк-эффекту дает возможность измерять значения дипольного момента порядка 0,1-0,21) с высокой точностью (до 0,2%). Важно, что дпя метода Штарка несущественно даже значительное загрязнение газов, так как дпя измерения выбираются лишь те линии поглощения, которые принадлежат исследуемой молекуле /90/. Стало ясно, что молекулы алканов обладают постоянным электрическим дЬпольным мо-мштом. Постоянный дипольный момент молекул алканов существует благодаря неполной взаимной компенсации дипольных моментов отдельных С-С-и С-Н-связей /87/. [c.142]

Условия, при которых дипольный момент у молекул предельных углеводородов должен отсутствовать, исключительно жесткие, В общем случае необходимо, чтобы 1) все валентные углы были тетраэдрическими 2) ни одна из С-С ч вязей не обладала дипольным моментом З) дипольные моменты всех С-Н-свяйей независимо он их положения в молекуле были одинаковы. В действительности ни одно из этих условий не выполняется. Известно, что валентные углы в алканах могут отклоняться от тетраэдрических на +3° /91/. Еще более существенна неэквивалентность С-Н, а также С-С-связей в молекулах алканов. Это говорит о том, что молекулы алканов должны иметь постоянный дипольный момшт. Однако экспериментальное определение методом Штарка дипольных моментов высших алканов до сегодняшнего дня не представляется возможным ввиду сложности расшифровки спектров. [c.142]

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]

Результаты, полученные с помощью микроволновой спектроскопии, дают также возможность найти значения дипольных моментов молекул. Если к исследуемым молекулам приложить электрическое поле, то произойдет расщепление вращательных линий спектра (эффект Штарка). Величина этого расщепления определяется произведением искомого дипольного момента на и 1вестную величину напряженности электрического поля. [c.175]

В электрическом поле расщепляются как электронные уровни атомов и молекул, так и вращательные уровни молекул, обладаю-П1ИХ электрическим дипольным моментом. Расщепление уровней в видимой и УФ-области под действием электрического поля называют эффектом Штарка. [c.217]

ШТАРКА ЭФФЕКТ, расщепление спектральных линий атомов, молекул, кристаллов в электрич. поле. Обусловлен тем, что в поле частица приобретает дополнит, энергию вследствие поляризуемости и возникновеиия индуциров. дипольного момента. Взаимод. этого момента с электрич. полем приводит к сдвигу и расщеплению уровней энергии частицы на подуровни. Зависимость расщепления от напряженности поля м. б. линейной (нанр., для атома Н, иона Не" , полярных молекул тнпа симметричного волчка) или квадратичной (напр., для многоэлектронных атсмов, полярных линейиых молекул и молекул типа асимметричного волчка). Соответственно расщепление линий, возникающих Прн переходах между подуровнями, м. б. симметричным (линейный эффект) или несимметричным (квадратичный эффект). [c.690]

Разнообразную информацию о строении и св-вах М. дает изучение их поведения во внешних электрич. и магнитных полях. В электрич. поле претерпевает изменения прежде всего пространств, распределение электронной плотности, что приводит к появлению у М. дополнительного, индуцированного полем дипольного момента, величина и направление к-рого определяются по.гяризуемостью М. В поле М. ориентируются, у них снимается вырождение энергетических уровней (см. Штарка эффект). Измерения дипольного момента М., поляризуемости и анизотропии поляризуемости позволяют судить о распределении электронной плотности, наличии в М. системы сопряженных кратных связей, отдельных функц. групп и характерных структурных фрагментов. [c.109]

Впервые заряды на атомах формамида были определены Курландом и Вильсоном [1]. В своих расчетах авторы использовали проекции дипольного момента на три главные оси инерции, известные из измерений эффекта Штарка, данные собственных исследований микроволновых спектров и дипольные моменты связей, найденные в других молекулах. Таким образом, рассчитанные заряды являются результатом аддитивного подхода, вряд ли оправданным в данном случае. Г. Баш, М. Робин и Н. Куэб-лер нашли эффективные заряды на атомах формамида, рассмотрев основное и возбужденное состояния молекулы методом ЬСАО-8СР с учетом а- и 71-электронов [22]. Согласно полученным данным, дипольный момент связи М-Н равен 1,8 О. Р. Курланд и Э. Вильсон определили его в 1,3 О, что равно значениям момента в аммиаке и метиламине. Такое высокое значение в формамиде маловероятно. Как установил Ч. Коулсон, дипольный момент аммиака возникает главным образом вследствие неподеленной пары электронов атома Н, а не благодаря собственным [c.138]

Уровни тонкой структуры, связанные со спиновым моментом электрона, образуют в видимой и УФ-областях т. наз. мультинлетную структуру электронных спектров. Эти уровни обусловлены слабыми взаимодействиями магнитных и электрич. моментов ядер с электронными оболочками молекул. Их изучают методами ЯМР и ядерного квадрунольного резонанса. Расщепление уровней энергии во внешних магнитных (явление Зеемана) и электрических (явление Штарка) полях образует уровни магнитной и электрич. структуры макромолекул (см. Электронный парамагнитный резонанс, Ядерный магнитный резонанс). [c.234]

В самое последнее время были проведены [119, 120] определения дипольных моментов формальдегида и пропиналя в их п, я -возбужденных состояниях, основанные на измерениях эффекта Штарка в указанных состояниях молекул. При этом для определения величины Не необходимо наблюдать расщепление тонкой вращательной структуры в электронных спектрах поглощения под влиянием электрического поля. [c.238]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология