Спектры колебательные микроволновые

Молекулы имеют электронные энергетические уровни, колебательные энергетические уровни и вращательные энергетические уровни. Переходы между вращательными уровнями попадают в микроволновую область спектра переходы между колебательными уровнями-в инфракрасную область, а переходы между электронными уровнями-в видимую и ультрафиолетовую области спектра. Инфракрасная спектроскопия и спектроскопия комбинационного рассеяния используются для наблюдения внутримолекулярных колебательных переходов. Поглощение света молекулами в видимой и ультрафиолетовой частях спектра обусловлено электронными переходами. График зависимости интенсивности этого поглощения от длины волны света называется спектром поглощения. [c.596]

На рис. 13-32 показана обобщенная диаграмма энергетических уровней произвольной молекулы. На ней изображены два электронных уровня, Еу и 2, а также относящиеся к ним колебательные и вращательные уровни. Обычно расстояния между электронными энергетическими уровнями намного превышают расстояние между колебательными уровнями, которые в свою очередь намного больше расстояний между вращательными уровнями. Электронные переходы молекулы (т. е. переходы с одного электронного уровня на другой) соответствуют поглощению или испусканию электромагнитного излучения в видимой и ультрафиолетовой частях спектра колебательные переходы соответствуют поглощению или испусканию излучения в ближней инфракрасной и инфракрасной областях спектра, вращательные переходы отвечают поглощению или испусканию излучения в дальней инфракрасной и более длинноволновых, вплоть до микроволновой, областях электромагнитного спектра. [c.585]

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]

HDO. Молекула HDO относится к классу симметрии i. Опубликовано большое число работ, посвященных исследованию колебательно-вращательного спектра HDO в инфракрасной области (от 7 до 1 ж/с или от 1400 до 10 ООО см ) и чисто вращательного спектра — в микроволновой области. Известно также исследование спектра комбинационного рассеяния паров HDO [3376]. [c.202]

Известен также вращательно-колебательный ИК-спектр гидроксила, микроволновой (вращательный спектр [1432]) и спектр ЭП] . ИК-спектр, в частности, был обнаружен в реакции атомарного водорода с озоном [620, 1227] и в кислородном пламени ацетилена [988]. ИК-полосы ОН были обнаружены также в спектре ночного неба. [c.58]

Наблюдаемые в микроволновом спектре колебательные сателлиты соответствуют низкочастотным колебаниям, остающимся возбужденными при температуре сухого льда. По-видимому, это колебания деформации кольца около равновесного положения. [c.102]

Вакуумная ультрафиолетовая Ультрафиолетовая Видимая Близкая инфракрасная Далекая инфракрасная Микроволновая (в магнитном поле) 10—200 нм 200—400 нм 400—700 нм 0,7—20 мкм 20—1000 мкм 1—1000 мм Электронные спектры > Колебательные спектры Вращательные спектры Спектры ЯМР или ЭПР [c.65]

При изменении вращательной энергии возникают спектральные линии, расположенные в длинноволновой инфракрасной и в микроволновой областях (А,>50 000 нм). Изменение колебательной энергии обычно связано с одновременным изменением энергии вращения. При этом получают колебательно-вращательный спектр (X от 1000 до 50 000 нм). Изменения энергии электронов связаны с двумя другими составляющими энергии, поэтому полосатый электронный спектр особенно сложен. Он охватывает видимую и ультрафиолетовую области (Л от 50 до 1000 нм). Теоретическая интерпретация этих спектров дана в разд. 6.1. [c.353]

Таким образом (см. табл. П.1 — 1), изменения вращательных состояний выявляются в микроволновой и далекой инфракрасной областях спектра, колебательных состояний — в инфракрасной области, электронных — в видимой и ультрафиолетовой областях. [c.247]

Благодаря сложности электронно-колебательно-вращательных спектров многоатомных молекул определение их колебательных и вращательных постоянных из анализа электронных спектров, как правило, оказывается невозможным. Такой анализ был выполнен только для нескольких наиболее простых молекул типа НСО и СЮа. Поэтому постоянные в уравнениях (1.45)—(1.64) определяются в результате анализа инфракрасных колебательновращательных спектров и спектров комбинационного рассеяния, а также микроволновых вращательных спектров молекул. Определение частот нормальных колебаний со и постоянных ангармоничности Хпм многоатомных молекул возможно только при условии, что в спектре наблюдаются все основные частоты а также обертоны и составные частоты, связанные с каждой из этих постоянных. В связи с тем, что инфракрасные спектры многоатомных молекул обычно исследуются в поглощении, в них наблюдаются только основные частоты и, в лучшем случае, несколько наиболее интенсивных обертонов или составных частот. Поэтому для большей части многоатомных молекул в результате исследования спектров удается определить не частоты нормальных колебаний а основные частоты v . В частности, из 170 многоатомных молекул, рассматриваемых в Справочнике, частоты нормальных колебаний и постоянные ангармоничности известны только для 15 молекул. Результаты исследований инфракрасных спектров и спектров комбинационного рассеяния простых многоатомных молекул, выполненных по 1944 г., собраны в монографии Герцберга [152]. Однако результаты многочисленных исследований, выполненных после 1944 г., могут быть найдены только в периодической литературе. Обзоры исследований спектров многоатомных молекул, рассматриваемых в настоящем Справочнике, и обоснование выбора их колебательных постоянных даны в соответствующих разделах глав 2-й части этого тома. [c.66]

К настоящему времени методами УФС и РФС исследовано значительное число небольших газообразных молекул. Изучены также некоторые радикалы и частицы в возбужденных состояниях. Были зарегистрированы [42] три ожидаемых состояния О ( Р, и О) [42]. Для получения возбужденных частиц О2 ( А ) использовали безэлектродный микроволновый разряд их фотоэлектронный спектр демонстрирует колебательно-структурированный пик, обусловленный образованием О2 ( П ). Сопоставление с пиком, соответствующим ионизации основного состояния О2 до того же ионного состояния, дает величину потенциала адиабатической ионизации О2 ( А,,), равную 11,09 + 0,005 эВ [43]. [c.342]

В ИК и микроволновой областях исследуется поглощение газообразных веществ Вгг, ССЬ, СеНе, НгО. Укажите, для каких из этих веществ будет наблюдаться колебательный и для каких — вращательный спектр. [c.8]

Величины 0),. и Ыс о получили название колебательных постоянных. Их определяют по ИК-спектрам поглощения, спектрам комбинационного рассеяния света (см. разд. 7.3), микроволновым спектрам (см. разд. 7.4), а иногда по спектрам поглощения и испускания в ультрафиолетовой и видимой областях спектра. [c.169]

Электронные, колебательные и вращательные переходы энергетически не равноценны. Электронное возбуждение в молекуле требует наибольшей энергии соответствующие им спектральные линии появляются в видимой и ультрафиолетовой частях электромагнитного спектра. Самое низкочастотное излучение молекул соответствует вращательным переходам, так как энергетические уровни таких переходов близко расположены друг к другу. Это излучение обнаруживается в микроволновой и инфракрасной обл. .тях спектра. В дальней инфракрасной области оно перекрывается с излучением, сопровождаю-.щим колебательные переходы молекул. Спектральные линии этих переходов простираются и в ближнюю инфракрасную область. Приведем схему различных областей электромагнитного спектра. [c.109]

Инфракрасная спектроскопия связана с колебательно-вращательным движением свободных или взаимодействующих молекул, а также отдельных связей в сложных молекулах. Она охватывает длинноволновую область спектра, которая начинается сразу же за красным концом видимой части спектра и распространяется далеко в микроволновую область, где ее граница находится около 1=2,5 м. [c.85]

Количеств, информацию о строении молекул дают дифракционные методы (рентгеновский структурный анализ, электронография и нейтронография), а также микроволновая спектроскопия. Качеств, сведения о строении молекул можно получить по колебательным спектрам, масс-спектрам, спектрам ЯМР и ЭПР (см. Инфракрасная спектроскопия, Комбинационного рассеяния спектроскопия, Ядерный магнитный резонанс, Масс-спектрометрия, Электронный парамагнитный резонанс). [c.445]

Это правило отбора утверждает, что для наблюдения перехода-между некоторыми двумя состояниями соответствующий переходный диполь должен иметь хотя бы одну ненулевую компоненту (либо координату, так как (1 = ег или, в других обозначениях, ед). В отличие от ситуации в микроволновой спектроскопии координаты атомов (а следовательно, и диполь молекулы) изменяются в процессе колебаний. Поскольку мы уже получили выражение для гейзенберговской матрицы О, нам известно, какие колебательные состояния имеют компоненты координат, связывающие их, и это сразу же позволяет вывести правила отбора для инфракрасных спектров в приближении гармонического осциллятора. Из уравнения (4.19) следует, что [c.85]

Вращательные спектры лежат в далекой инфракрасной и микроволновой областях спектра ( =0,3 мм и больше, сог зЗО и меньше), колебательно-вращательные—в инфракрасной области (Х,=1—300 мк, <о й 30—10 ООО см ), электронные—в видимой (Я,=380—780 ммк, (0=1,3-10 —4,1-10 см ) и ультрафиолетовой области (Я=Ю—380 ммк, (и=4,1-Ю —10 см . Схема электромагнитного спектра изображена на рис. 23. [c.71]

Н2О. Спектр молекулы воды детально исследован от микроволновой области до середины видимой области (4—17500 см ) и в ультрафиолетовой области — от 2000 А до ионизационного предела при 980 А. В области 4—17500 см располагаются чисто вращательный спектр и полосы, соответствующие колебательно-вращательным переходам в основном электронном состоянии. В ультрафиолетовой области (от 2000 до 980 А) расположены системы полос, соответствующие переходам из возбужденных электронных состояний, близких к ионизационному пределу, в основное электронное состояние. Промежуточная область спектра — от 5700 до 2000 А — не изучена. Эга область спектра соответствует переходам на высшие колебательные уровни основного электронного состояния. [c.196]

Природа взаимодействия столь различающихся по энергии квантов с веществом принципиально неодинакова. Так, излучение уквантов связано с ядерными процессами, излучение квантов в рентгеновском диапазоне обусловлено электронными переходами во внутренних электронных слоях атома, испускание квантов УФ- и видимого излучения или взаимодействие вещества с ними — следствие перехода внешних валентных электронов (сфера оптических методов анализа), поглощение ИК- и микроволновых квантов связано с переходом между колебательными и вращательными уровнями молекул, а излучение в ра-диоволновом диапазоне обусловлено переходами с изменением ориентации спинов электронов или ядер атомов. Для решения разнообразных задач наибольшее значение имеют спектральные методы анализа, оперирующие с излучением рентгеновского, оптического, ИК- и радиоволнового диапазонов. В данном практическом руководстве по физико-химическим методам анализа рассматриваются оптические методы, которые традиционно делятся па оптическую атомную и оптическую молекулярную спектроскопию. В первом случае аналитические сигналы в области спектра от 100 до 800 нм являются следствием электронных переходов в атомах, во втором — в молекулах. [c.7]

Излучат. К. п. классифицируют по типам квантовых состояний, между к-рыми происходит переход. Электронные К.п, обусловлены изменением электронного распределения-переходами внеш. (валентных) электронов между орбиталями (типичные энергии я 2,6-10 Дж/моль, частоты излучения лежат в видимой и УФ областях спектра), ионизацией внутр. электронов (для элементов с зарядом ядра 2 т 10 А я 1,3 -10 Дж/моль, излучение в рентгеновском диапазоне), аннигиляцией электронно-позитронных пар (Д % 1,3 10 Дж/моль, излучение в /-диапазоне). При переходах из возбужденных электронных состояний в основное различают флуоресценцию (оба состояния, связанные К. п., имеют одинаковую мульти-метность) и фосфоресценцию (мультиплетность возбужденного состояния отличается от мультиплетности основного) (см. Люминесценция). Колебат. К. п. связаны с внутримол. процессами, сопровождающимися перестройкой ядерной подсистемы (Д % 1 10 -5-Ю Дж/моль, излучение в ИК диапазоне), вращат. К. п.-с из.менением вращат. состояний молекул (10-10 см я 1,2-10 -1,2 х X 10 Дж/моль, излучение в микроволновой и радиочастотной областях спектра). Как правило, в мол. системах при электронных К. п. происходит изменение колебат. состояний, поэтому соответствующие К. п. наз. электронно-колебательными. Отдельно выделяют К. п., связанные с изменением ориентации спина электрона или атомных ядер (эти переходы оказываются возможными благодаря расщеплению энергетич. уровней системы в магн. поле), изменением ориентации квадрупольного электрич. момента ядер в электрич. поле. Об использовании указанных К. п. в хим. анализе и для изучения структуры молекул см. Вращательные спектры. Колебательные спектры. Электронные спектры, Мёссбауэровская спектроскопия, Электронный парамагнитный резонанс, Ядерный магнитный резонанс, Ядерный квадрупольный резонанс. Рентгеновская спектроскопия. Фотоэлектронная спектроскопия. [c.368]

Книга посвящена физико-химическим методам, применяемым 3 настоящее время для исследования строения неорганических соединений. Рассматриваются методы ядерного магнитного, ядерного квадрупольного и электронного парамагнитного резонансов, исследования электронных спектров, колебательных и вращательных спектров (в инфракрасной и микроволновой областях в комбинационном рассеянии), у Р зонансных спектров (вффект Мессбауэра), масс-спектров, статической магнитной восприимчивости. Изложение методов характеризуется двумя особенностями — солидным теоретическим обоснованием и химической направленностью, что делает эту книгу чрезвычайно полезной для химиков. Очень ценны также приведенные в ней многочисленные упражнения и необходимый справочный материал. [c.740]

В благоприятных случаях колебательные спектры позволяют определять не только АЕ, но и геометрические конфигурации поворотных изомеров. Так, например, инфракрасный спектр кристаллического 1,2-дихлорэтана (рис. 4) настолько прост, что, несомненно, соответствует центросимметричной транс-конфигурации. Сведения о конфигурациях изомеров могут быть получены также при изучении тонкой вращательной структуры колебательных полос инфракрасного спектра газовой фазы (Диксон [18]), вращательного спектра в микроволновой области (Вагнер и Дейли [19], Вильсон [7]), электронной дифракции в парах (Эйнсуорт и Карл [20]), дифракции рентгеновских лучей кристаллами и результатов других дифракционных методов (Липскомб [21]), а также ядерного магнитного резонанса в кристаллах (Гутовский [22, 23]). [c.361]

Молекулярные спектры очень сложны, так как возможны различ-ны1е электронные переходы в молекулах электронные спектры), колебательные переходы с из1менением колебательных состояний ядер атомов, входящих в состав молекулы колебательный спектр), и изменения вращательных состояний молекулы вращательный спектр). Эти спектры расположены в различных областях длин волн (частот). Электронные спектры, усложняющиеся колебательной и вращательной структурой, представляют собой систему характерных полос (иногда такой спектр называют линейчато-полосатым), которые располагаются от вакуумной ультрафиолетовой ( 1000 А) до ближней инфракрасной области ( 12 ООО А) (в волновых числах от 10 до 8-10з см Колебательные спектры, сопровождающиеся вращательной структурой, расположены в ближней инфракрасной части спектра от 1,2 до 40 ц (от 8-10 до 250 см ). Вращательные спектры расположены в более далекой инфракрасной части спектра и измерение их оптическими (термоэлектрическими) средствами возможно до 1,5 мм (т. е. от 250 до 6 сл1 ). Вращательные спектры заходят в микроволновую область, изучаемую средствами радиоспектроскопии. [c.12]

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]

Вращательные спектры обусловлены вращением молекулы как целого. Разность энергий соседних вращательных уровней составляет от 10 2 эВ для самых легких молекул до 10 эВ для наиболее тяжелых (v=100—0,1 см- ). Вращательные переходы изучают в далекой ИК- и микроволновой областях спектра. Вращательные уровни молекул можно также определить, изучая ко-лебательно-вращательные спектры в близкой ИК-области и элек-тронно-колебательные —В видимой и УФ-областях. [c.216]

Дополнительно к этим трем типам спектров в последние годы наблюдались спектры в радиочастотной и микроволновой областях, которые соответствуют переходам между уровнями тонкой структуры данных вращательного и колебательного уровней в данном электронном состоянии. К особым случаям относятся спектры элек-тронно-спинового резонанса и ядерно-магнитного резонанса, соответствующие переходам между зеемановскими компонентами данного уровня (компонентами, в которых данный уровень расщепляется в магнитном поле). [c.24]

Ценные сведения об отнесении частот в колебательном спектре можно получить из других спектроскош ческих методов, таких, как УФ-спектроскопия, которая в принципе используется при исследовании ароматических, ненасыщенных и других соединений, содержащих тг-электроны или неподеленные электронные пары, или микроволновая спектроскопия, которая на основе детального изучения вращательных спектров позволяет определять точные размеры молекул. [c.219]

Имеющиеся в литературе экспериментальные данные об активационных параметрах транс-цыс-перехода (изменения свободной энергии ДС]8о-90 или близкие им величины изменений энтальпии А//18о 9о<>) и разностях энтальпии транс- и 1<ыс-конфигурации (Л//18о-о°) получены при температурных исследованиях спектров ЯМР, колебательных и микроволновых спектров, а также ультразвуковым методом около 20 простых амидов. Найденные для них барьеры вращения вокруг связи N-0 (АЯ1яо-90°) попадают в интервал 14,0-23,0 ккал/моль приблизительно на порядок меньшие значения имеют параметры А//,н(И)о (1,0-3,0 ккал/моль). По ряду причин (использование различных методов и методик, неодинаковые условия проведения эксперимента, разные способы обработки опытных данных) представляется затруднительным четкое выявление тенденции в изменениях величин Л//1яо-9(1 ч Д 1К(И1 зависимости от природь [c.136]

Вращательные уровни молекул обусловлены вращением молекулы как целого. Разности энергий со-седшгх вращательных уровней составляют от сотых долей электрон-вольта для самых легких молекул до стотысячных долей электрон-вольта для наиболее тяжелых молекул. Им соответствуют волновые числа от 100 до 0,1 см . Вращательные спектры наблюдаются в далекой ИК-области и в микроволновом диапазоне. При изменении электронного и колебательного состояний молекул всегда меняются и вращательные состояния, что приводит к появлению вращательной структуры электронных и колебательных спектров в УФ-, видимой и ИК-областях, а также в спектрах КРС. [c.334]

За последние годы значительные успехи в определении вращательных постоянных многоатомных молекул в основном колебательном состоянии были достигнуты благодаря созданию радиоспектроскопических методов изучения вращательных спектров поглощения молекул в микроволновой области. Применение этих методов позволило определить вращательные постоянные ряда многоатомных молекул результаты исследований этих спектров и найденные значения постоянных собраны в монографиях Горди, Смита и Трамбаруло [164] и Таунса и Шавлова [416]. Следует, однако, отметить, что линейные симметричные молекулы, а также молекулы типа сферического волчка не имеют вращательных спектров. Вращательная постоянная А симметричных волчков, связанная с моментом инерции относительно главной оси симметрии молекулы 1а, также не может быть найдена из анализа вращательных спектров (см., например, [152], стр. 43). Эти обстоятельства существенно ограничивают возможности определения вращательных постоянных многоатомных молекул из их микроволновых спектров. [c.67]

Значения вращательных постоянных, постоянных колебательно-вращательного взаимодействия и центробежного растяжения, а также структурные параметры молекулы HDO были вычислены Бенедиктом, Гайларом и Плайлером [727] на основании анализа вращательной структуры полос HDO и результатов исследований микроволновых спектров этого соединения (см. ниже). Найденные в работе [727] значения вращательных постоянных HDO для основного колебательного состояния и значения постоянных колебательно-вращательного взаимодействия приняты в настоящем Справочнике и приведены в табл. 35. Погрешность значения Лооо в работе [727] оценивается в +0,01 лГ —в +0,003 см . Такого же порядка и погрешности принятых значений постоянных колебательно-вращательного взаимодействия. [c.203]