Вращательная энергия молекул

Внутренняя энергия системы. Закон сохранения энергии. Любая система состоит из материальных частиц (атомов, молекул, ионов), находящихся в непрерывном движении. Движение и материя взаимосвязаны. Нет материи без движения и движения без материи. Количественной характеристикой движения является их энергия. В соответствии с формой движения частиц в системе различают поступательную и вращательную энергию молекул, колебательную энергию атомов и групп атомов в молекуле, энергию движения электронов (энергия оптических уровней), внутриядерную и другие виды энергии. Совокупность всех видов энергии частиц в системе называется внутренней энергией системы. Внутренняя энергия является частью полной энергии системы. В величину полной энергии входят внутренняя, кинетическая и потенциальная энергии системы в целом. Внутренняя энергия системы зависит от природы вещества, его массы и от параметров состояния системы. С увеличением массы системы пропорционально ей возрастает и внутренняя энергия, так как она является экстенсивным свойством системы. [c.185]

Для аналитических целей в УФ-, видимой и ИК-областях спектра обычно используют электронные, колебательно-вращательные и вращательные спектры поглощения. Электронные спектры появляются вследствие возбуждения молекулы и перехода ее на энергетически более высокий по сравнению с исходным состоянием уровень. Так как различия в энергиях этих уровней относительно велики, то поглощение наблюдается при значениях длин волн, соответствующих УФ- и видимой областям спектра. При поглощении в УФ- и видимой областях спектра происходят одновременно изменения электронной, колебательной и вращательной энергий. В ближней ИК-области проявляются изменения в колебательной и вращательной энергиях молекул. На поглощение энергии дальнего ИК-излучения влияет в основном только вращательная энергия, независимо от колебательного и электр.он-ного состояния молекулы. Более подробно теория данного вопроса изложена в ряде превосходных монографий, в частности 13Е 41, 73]. [c.345]

Из квантовой теории молекулы известно, что вращательная энергия молекул может быть выражена следующим образом [c.81]

При диссоциации молекул, вызванной столкновением молекул, главную роль играет колебательная и отчасти вращательная энергия молекул. Если в результате столкновения молекул колебательная энергия одной из них возрастает, то такая молекула при последующих столкновениях может перейти или в состояние с меньшим запасом колебательной энергии, или в состояние с еще большим запасом колебательной энергии. Обычно в результате одного столкновения передается один колебательный квант. Вероятность передачи колебательных квантов путем соударений быстро растет с температурой. Если в результате столкновений колебательная энергия двухатомной мо-. лекулы будет соответствовать колебательному квантовому числу и, макс. — 1. то следующее соударение приведет к диссоциации этой молекулы, что может быть изображено схемой [c.80]

Указанная процедура (п. 1—3) повторяется с очередными наборами случайных чисел до тех пор, пока с точностью 10% не выполнится условие Ef 1,5 кГ, где Еу — вращательная энергия молекулы, вычисляемая как [108] [c.68]

Невырожденные колебательные уровни в невырожденных синглетных электронных состояниях. В синглетных электронных состояниях выражение для вращательной энергии молекул типа симметричного волчка с учетом центробежного искажения имеет вид [c.141]

До сих пор речь шла только о колебательной и вращательной энергиях молекулы. Возникновение полосатых спектров в виДимой и ультрафиолетовой областях, например спектра СЫ, показанного на рис. 1,22, б, связано в первую очередь с изменением электронной энергии, сопровождающимся изменением энергии колебания и вращения. В целом, как уже говорилось в 16 гл. 1, внутримолекулярную энергию можно приближенно представить в виде суммы энергий электронного, колебательного и вращательного движений [c.252]

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 бывают 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.213]

Спектры Рамана (спектры комбинационного рассеяния света). Это явление, имеющее некоторое отношение к флуоресценции, носит название эффект Рамана. В этом случае также наблюдается поглощение радиации и ее излучение с большей длиной волны. Разница заключается в том, что возникающее излучение обладает здесь меньшей энергией, чем поглощенное. Теряемая часть излучения расходуется на увеличение внутренней колебательной и вращательной энергий молекул. Но внутренняя энергия молекул, согласно правилам квантования, имеет определенные дискретные значения. Следовательно, изменение энергии в эффекте Рамана также квантовано. В результате такого взаимодействия и наблюдается соответствующая разница в длине волны между [c.17]

Найти уровень вращательной энергии молекулы №5С1, который имеет самое высокое число заселенности при а) 25° С и б) 500 К. [c.545]

В спектроскопических методах аналитический сигнал возникает при поглощении или испускании квантов электромагнитного излучения — фотонов. Это возможно, если атом, молекула или ион имеет энергетические уровни, разница между которыми равна энергии фотона. Аналитический сигнал тогда появляется вследствие перемещения электронов с одного уровня на другой, изменения колебательной и вращательной энергии молекулы, изменения энергии при различной ориентации магнитных диполей данной частицы в магнитном поле. [c.19]

Регистрация конечного состояния молекулы проводится в момент, когда после соударения атом инертного газа отлетает на расстояние, большее д,. Вращательная энергия молекулы определяется из соотношения [108]. [c.69]

Исследовался также вопрос о влиянии начальной кинетической энергии и полного момента импульса системы на распределение энергии между продуктами реакции. Кинетическая энергия Т относительного движения невзаимодействующих молекул N2 и атома О и внутренняя е (колебательная и вращательная) энергия молекулы N2 составляют полную энергию системы. Начальные условия для расчета траекторий выбираются случайным образом, поэтому величины Г и е оказываются тоже случайными. Достаточно исследовать детально функцию распределения одной из этих величин, так как они связаны законом сохранения знергии. Рассмотрим функцию распределения Ф (е) энергии е. Эта энергия распределена на отрезке от О до Ек, где зависит от полной энергии системы N2 О. Анализ [c.117]

При обычных температурах вращательная энергия молекулы этана достаточна для быстрого вращения вокруг связи С—С, хотя большую часть времени молекула находится вблизи минимума энергии. С увеличением объема заместителей энергетический барьер возрастает. Если он достаточно велик, как в случае замещенных дифенилов (разд. 4.2), вращение при комнатной температуре полностью исключено, и тогда речь идет не [c.178]

Поскольку каждому колебательному энергетическому уровню соответствует множество вращательных подуровней, инфракрасные спектры представляют собой набор полос поглощения, что обусловлено одновременным изменением колебательной и вращательной энергии молекул. Таким образом, вместо отдельных линий, отвечающих переходам между колебательными уровнями, наблюдаются серии резких близко расположенных линий. Примером такого рода служит полоса поглощения, соответствующая ва- [c.10]

Аналогично вращательную энергию молекулы в заданном колебательном состоянии можно записать в виде ряда по степеням /(/4-1), где / — вращательное квантовое число [см. уравнение (29)] [c.371]

Электронные переходы в молекулах сопровождаются одновременным изменением колебательной и вращательной энергии, вследствие чего каждый электронный переход в молекуле дает ряд полос, состоящих из большого числа близко расположенных линий, обусловленных изменением колебательной и вращательной энергии молекулы. Изменения колебательной энергии молекулы определяют место отдельных полос в системе. Изменения вращательной энергии молекулы определяют тонкую структуру отдельных полос. Полосатые спектры в близкой ИК-области обусловлены только изменением колебательной и вращательной энергии молекул, а спектры в далекой ИК-области вызваны изменениями только вращательной энергии. [c.16]

Вращательная энергия молекул [c.650]

Рассмотрим вначале вращательную энергию, молекул типа симметричного волчка. Пусть I = 1 у = /з, тогда оператор вращательной энергии (134,4) преобразуется к виду [c.651]

ВРАЩАТЕЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ МОЛЕКУЛ 653 [c.653]

ВРАЩАТЕЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ МОЛЕКУЛ 655 [c.655]

Как указывалось выше, молекулы типа симметричного волчка имеют ось симметрии не ниже третьего порядка. В молекулах, относящихся к точечным группам симметрии Сз , Сэл, Са, т. е. имеющих ось симметрии третьего порядка, поворот на угол Ф = 120° вокруг оси симметрии эквивалентен перестановке одинаковых ядер молекулы. Следовательно, при таком повороте функции (134,23) не должны изменяться. Последнее возможно только в том случае, когда К кратно 3. Таким образом, вращательная энергия молекул, имеющих ось симметрии третьего порядка, выражается формулой (134,15) при К = Зп, где п — [c.655]

В табл. 4 сопоставлены значения /max, вычисленные по описанному методу для Х Е-состояния HgH (d = 0), 5 2-состояния Oj (о = 11) и БШ-состояния LiH (и = 0), а также значения /, соответствующие последним линиям, наблюдавшимся в спектрах этих молекул. Для HgH приведено также значение Jп, при котором на потенциальной кривой исчезает минимум, и JD, при котором вращательная энергия молекулы равна ее энергии диссоциации. Можно предполагать, что полное совпадение вычисленных значений /шах со значениями J последних линий, наблюдавшихся экспериментально, случайно и в действительности у этих молекул могут существовать еще один или несколько вращательных уровней. Тем не менее такая точность вполне удовлетворительна для последующего применения соответствующих величин при расчетах статистических сумм. [c.48]

Большинство электронных состояний двухатомных молекул, рассматриваемых в настоящем Справочнике, являются состояниями шести типов 2, 2, 2, П и П, причем характер связи в этих состояниях (кроме состояний 2) относится к случаям Гунда а, Ь или соответствует промежуточному между ними. Ниже приводятся выражения для уровней вращательной энергии молекул в состояниях типа 2, 2, П и П (для состояний П выражение для вращательной энергии совпадает с выражением для состояния 2). [c.49]

К молекулам типа асимметричного волчка относятся молекулы, не имеющие осей симметрии выше второго порядка Уровни вращательной энергии молекул типа асимметричного волчка без учета центробежного растяжения и взаимодействия вращения и колебания (т. е. жесткого волчка) описываются уравнением [c.64]

Броунштейн [102, 104] исследовал свойства этого преобразования и получил выражение для С вр в более общем виде, принимая для вращательной энергии молекулы Ри (/) уравнение с тремя постоянными (5 , и Я ) [c.83]

Заметим, что для соударения упругих шаров из-за неблагоприятного соотношения масс доля кинетической энергии электрона, переходящая в колебательную (и вращательную) энергию молекулы, ничтожно мала поэтому с точки зрения этой модели при электронном уд р(1 не должно иметь места ни возбуждение колебаний, пи вращение молекуль. (имеются в виду медленные электроны). Наблюдаемое возбузкдение колебаний указывает па неприменимость простой механической модели к этому процессу. Франк [283] предложил механизм возбуждения колебаний молекулы лри электронном ударе, в основе которого лежит представление о том, что электрон прн сближении с молекулой сильно искажает ее внутреннее поле и тем самым изменяет взаимодействие атомов в молекуле, вследствио чего и может произойти изменение ее колебательного состояния. [c.176]

Рис. 3.2. Зависимость вращательной энергии молекулы метана от времени Т - 2000К, , - 1,81 эВ) (/) и среднее по времени значение вращательной энергии (2)

На рис. 3.3 приведен характерный вид зависимостей рассчитываемых величин от числа траекторий. Как видно из рисунка, величины средних энергий изменения внутренней, колебательной и вращательной энергий молекулы сильно зависят от числа рассчитанных траекторий и от того, на каком столкновении (активирующем или дезактивирующем) заканчивается усреднение. Поэтому при интерпретации результатов целесообразно использовать величины < Д > и < Д >,имеющие лучшую сходимость по числу траекторий (см. рис. 3.3). На основании описанной методики было проведено моделирование для систем СН4—Аг, С04—Аг, 31Н4—Аг, Ср4-Аг. Результаты расчетов приведены в главе 4. [c.71]

Время счета одной траектории длиной 10 с на ЭВМ БЭСМ-6 составляло от 1 до 5 мин. Сохранение энергии вдоль траектории при численном интегрировании выполнялось с точностью 10 эВ с такой же точностью вычислялись величины изменения внутренней, колебательной и вращательной энергий молекулы. [c.109]

Найдите уровень вращательной энергии молекулы N2 (В 2.00 см" ), который к-гмеет сямую высокую заселенность при [c.154]

Креме колебаний ядер у положений равновесия возможно поступательное смещение и вращение всей молекулы. Поступательное движение не квантуется и легко может быть исключено путем перехода в систему координат, связанную с центром инерции молекулы. Вращательная энергия молекулы пробегает дискретные значения. Согласно оценкам, проведенным в 129, вращательная энергия молекулы составляет l/p/AI 0,01 часть энергии колебаний ядер, следовательно, вращательное движение является медленным по сравнению с колебательным движением ядер и движением электронов в молекулах. Поэтому в адиабатическом приближении можно пренебречь связью между вращением молекулы и ее внутренним состоянием, определяемым состоянием движения электронов и колебаниями ядер. В этом приближении энергия молекулы выражается суммой энергии электронного движения Е л, энергии колебания ядер Еиол и энергии вращения Е р, т. е. [c.650]

Квантово-механическая теория нежестких асимметричных волчков была развита в работе Познера и Страндберга [3311]. Результаты этой работы могут быть использованы для вычисления поправок на центробежное растяжение в значениях Р (/) для уровней вращательной энергии асимметричных волчков, если на основании анализа вращательной структуры полос найдены значения соответствующих постоянных. Наиболее значительно влияние центробежного растяжения на уровни вращательной энергии молекул гидридов. Для таких молекул поправки, вычисленные теоретически, оказываются в удовлетворительном согласии с результатами экспериментальных измерений лишь для уровней с малыми значениями В работе Хачкурузова [444а] был предложен графический метод определения поправок на центробежное растяжение для высших уровней вращательной энергии молекул типа асимметричного волчка, трудно доступных для экспериментального изучения. [c.65]

Спектры и строение простых свободных радикалов (1974) -- [ c.23 , c.46 , c.48 , c.49 , c.143 , c.144 , c.146 , c.149 , c.166 ]

Спектры и строение простых свободных радикалов (1974) -- [ c.23 , c.46 , c.48 , c.49 , c.143 , c.144 , c.146 , c.149 , c.166 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология