Колебательно-вращательное движение молекул

Лекция 2. Причины поглощения света молекулами. Физические основы возникновения окраски. Вращательное движение молекул. Вращательные спектры. Колебательное движение молекул. Колебательные спектры. Формы колебательных движений многоатомных молекул. Вращательно-колебательные спектры. Лекция 3. Основной закон фотометрии. Причины отклонения от основного закона фотометрии. Основные узлы спектрофотометрических приборов источники света, светофильтры [c.205]

Колебательная и вращательная энергии (разд. 18.3)-виды энергии молекул, соответствующие колебательному движению атомов относительно друг друга или вращательному движению молекулы как целого молекулы могут накапливать энергию этих видов точно так же, как и кинетическую энергию поступательного движения. [c.194]

Спектры молекул значительно сложнее, чем спектры атомов, и состоят не из отдельных линий (см. рис. 6), а из полос (рис. 88). Сложность молекулярных спектров обусловлена тем, что в молекуле наряду с движением электронов относительно ядер происходит колебательное движение самих ядер и вращательное движение молекулы как целого. Этим трем видам движения — квантовым переходам — соответствуют электронный, колебательный и вращательный спектры (см. табл. И). [c.143]

Внутренней энергией системы называется сумма потенциальной энергии взаимодействия всех частиц тела между собой и кинетической энергии их движения, т. е. внутренняя энергия системы складывается из энергии поступательного и вращательного движения молекул, энергии внутримолекулярного колебательного движения атомов и атомных групп, составляющих молекулы, энергии вращения электронов в атомах, энергии, заключающейся в ядрах атомов, энергии межмолекулярного взаимодействия и других видов энергии. Внутренняя энергия — это общий запас энергии системы за вычетом кинетической энергии системы в целом и ее потенциальной энергии положения. Абсолютная величина внутренней энергии тела неизвестна, но для применения химической термодинамики к изучению химических явлений важно знать только изменение внутренней энергии при переходе системы из одного состояния в другое. [c.85]

I. Законы фотохимии. В фотохимии рассматриваются закономерности влияния электромагнитных колебаний видимого и ультрафиолетового участков спектра на реакционную способность химических систем. Общая реакционная способность химической системы характеризуется значениями стандартного сродства реакций АО (Т) и стандартного сродства в процессе образования переходного состояния Значения А0 (7 ) и АС (7) изменяются с изменением температуры. При повышении температуры в системе изменяется кинетическая энергия поступательного и вращательного движения молекул и энергия колебательного движения ядер атомов. В области средних температур энергия движения электронов при изменении температуры практически остается постоянной. Чтобы перевести электроны на более высокие электронные энергетические уровни, надо нагреть систему до высоких температур, при которых многие реагенты разлагаются. При воздействии на химическую систему электромагнитными колебаниями с частотой видимого и ультрафиолетового участков спектра изменяется энергия движения электронов. Поглощая квант энергии, электроны переходят с ВЗМО на НО Ю. Образуется возбужденная молекула, обладающая избыточной энергией. Распределение электронной плотности в возбужденных молекулах существенно отличается от распределения электронной плотности в исходных молекулах. Повышается энергия колебательного движения ядер. Физические и химические свойства возбужденных молекул отличаются от свойств молекул в невозбужденном состоянии. Появляется возможность получения новых веществ, синтез которых невозможен при термическом воздействии на систему. [c.610]

Специфичность парафинов как ротационных кристаллов проявилась в существенных несоответствиях экспериментальных результатов традиционным взглядам на изоморфизм этих соединений. Оказалось, что пределы твердых растворов зависят, прежде всего, от степени различия в форме теплового колебательно-вращательного движения молекул разной длины, входящих в состав твердых растворов. [c.307]

Колебательно-вращательное движение молекул [c.91]

М может быть молекулой сорта А или молекулой другого вида. При взаимодействии ( столкновении ) молекул А и М часть кинетической энергии поступательного движения одной или обоих сталкивающихся молекул переходит в энергию возбуждения колебательно-вращательного движения молекулы А, если молекула М находится в основном квантовом состоянии. Если же молекула М возбуждена, то энергия возбуждения может быть частично или полностью отдана молекуле А, которая таким образом переходит в возбужденное состояние А с энергией возбуждения, лежащей в интервале энергий от Е до Е + + ЬЕ. [c.118]

При изменении энергии колебательного движения молекул изменяется также и энергия их вращательного движения. Примем, что энергия вращательного движения молекул остается неизменной. Тогда прн поглощении энергии молекула переходит с колебательного квантового уровня, характеризуемого квантовым числом и, на более высокий энергетический уровень с квантовым числом v, причем поглощается энергия [c.69]

Вероятность каждого состояния для молекул с колебательно-вращательным движением выразится как произведение вероятностей [c.333]

Определение молекулярных констант по электронно-колебатель-но-вращательному спектру. Молекулы при электрическом разряде и достаточной разности потенциалов возбуждаются. При переходе молекулы или радикала из возбужденного электронно-колебатель-но-вращательного состояния на различные колебательно-вращательные уровни нулевого электронного уровня происходит излучение квантов светового потока с энергиями, равными разности энергий между высоким и низким энергетическими уровнями. Без учета энергии вращательного движения молекулы можно записать энергию электронно-колебательного уровня как сумму энергий электронного состояния и колебательного движения [c.19]

Так как масса электрона очень мала, он не может при соударении с молекулой передать ей свою кинетическую энергию и повысить ее вращательную или колебательную энергию. Для перехода кинетической энергии поступательного движения электрона в колебательную энергию молекулы наиболее выгоден удар вдоль оси молекулы. Но вследствие невыгодного соотношения масс даже при таком ударе молекуле может быть передана, как уже было показано выше, лишь небольшая доля кинетической энергии электрона. Несмотря на это, при некоторых обстоятельствах переход кинетической энергии поступательного движения электрона в колебательную энергию молекулы, с которой он сталкивается, оказывается возможным. Электрон своим электрическим полем может так изменить внутреннее поле молекулы, что произойдет изменение ее колебательного состояния. Опыт показал, что электроны, обладающие энергией 5 эв, возбуждают колебательные кванты молекул азота и окиси углерода. причем вращательное движение молекул не изменяется. [c.73]

Внутренняя энергия системы состоит из энергии всех видов движения и взаимодействия входящих в систему частиц энергии поступательного и вращательного движения молекул и колебательного движения атомов, энергии молекулярного взаимодействия, внутриатомной энергии заполненных электронных уровней, внутриядерной энергии и т. д. [c.225]

Колебательное движение, колебательные спектры. Наряду с вращательным движением молекула совершает постоянное внутримолекулярное колебательное движение, т. е. периодическое увеличение и уменьшение расстояния между ядрами (рис. 3). [c.7]

Рис. 18.4. Примеры колебательного и вращательного движения молекул воды. Колебательные движения происходят в результате периодического смещения атомов относительно друг друга это явление сходно с колебаниями ножек камертона. Вращательные движения происходят в результате веретенообразного вращения молекулы вокруг некоторой оси.

Без учета энергии вращательного движения молекулы, можно записать энергию колебательно-электронного -уровня как сумму энергий колебательного движения и электронного состояния [c.14]

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]

Если вещество находится в газообразном состоянии, то вместе с возбуждением колебательного движения возбуждается также и вращательное движение молекулы. Энергия вращательно-колебательного движения равна [c.35]

Отдельные полосы соответствуют определенным колебаниям молекулы, а их тонкая структура возникает вследствие вращательного движения молекулы и его взаимодействия с колебательным (подробнее см. в [7]). Отдельные линии имеют представленную на рис. 1 дисперсионную форму (7) [c.487]

Поглощение и испускание света связаны с изменением энергетического состояния вещества. Изменение энергии поступательного или свободного вращательного движения молекул не приводит к поглощению или испусканию излучения и при изучении химической формы движения материи не рассматривается. Колебательные и вращательные движения групп атомов в молекулах обычно связаны с инфракрасной (Х>7,610- м) или ультрафиолетовой (Х<4,010- м) областями спектра. [c.344]

Внутреннее состояние двухатомной молекулы определено, если задано состояние ее электронной оболочки, а также характеристики вращательного движения молекулы как целого и колебательного движения ядер. Вращение и колебания в первом приближении считают не зависящими от электронного состояния молекулы. Простейшей моделью при описании вращательного и колебательного движений двухатомной молекулы является модель жесткий ротатор — гармонический осциллятор, согласно которой независимо рассматриваются вращение молекулы как жесткого ротатора и колебания ядер по гармоническому закону. Классическое описание этой модели см. гл. IV., 5. Запишем в том же приближении выражение для энергии двухатомной молекулы, используя квантовомеханические формулы (VII. 19), (VII.20) и (УП.22) [c.215]

Если вещество находится в газообразном состоянии, то вместе с возбуждением колебательного движения при поглощении квантов света происходит возбуждение и вращательного движения молекул. Энергия вращательно-колебательного движения равна сумме энергий вращательного и колебательного движений [c.12]

Каждое тело в данном состоянии имеет определенное значение внутренней энергии, характеризующей полный запас энергии, включая энергию поступательного и вращательного движения молекул, энергию внутримолекулярного колебательного движения атомов и атомных групп, составляющих молекулы, энергию вращения электронов в атомах, энергию, заключенную в ядрах атомов, и другие виды энергии, но без учета кинетической энергии тела в целом и его потенциальной энергии положения. Внутренняя энергия зависит как от природы и количества вещества, так и условий его существования. [c.80]

Вторая особенность связана с расщеплением каждого электронного уровня на большое число простых. Группе простых уровней соответствует одно и то же электронное состояние, но разная энергия колебательного и вращательного движения молекулы. Каждый электронный переход совершается между двумя простыми уровнями, это приводит к появлению полос так же, как и в случае колебательных [c.293]

Молекулы воды, соединенные водородными связями, не могут свободно вращаться вокруг своих центров масс. Колебательное и вращательное движения молекул НаО в значительной степени заторможены действием направленных водородных связей. Об этом свидетельствуют также данные неупругого рассеяния медленных нейтронов. з ,мэв Напомним, что нейтронные исследования динамики жидкостей основаны на измерении энергетического распределения нейтронов, неупруго и квазиупруго рассеянных под [c.234]

Как отмечалось в разделе 1.7, переходу из кристаллической фазы в ротационную соответствует появление зеркальной плоскости, проходящей через ось молекулы. Наличие зеркальной плоскости свидетельствует об ориентационном разупорядочении молекул вокруг их осей, в результате чего каждая статичная молекула кристаллической фазы преобразуется в усредненную молекулу ротационной фазы [227]. Структурная модель ротационных кристаллов н-парафинов соптасуется с измерениями колебательно-вращательных движений молекул [174, 182, 185,192, 193,202,203,212, 230, 236, 256, 292, 299, 303, 356, 380, 381, 383, 397, 399,411] и с соог-ветствующими им тепловыми эффектами (ДТА, ДСК) [165, 166, 171,211,213, 228, 229, 270, 296, 355, 361, 371, 373, 397], атакже с расчетами динамики решетки н-парафинов различными методами молекулярно-математического моделирования [8, И, 87, 89, 357, 358,359,386,387]. [c.78]

Эксперименты по синтезу, рентгенографическому и терморентгенографическому изучению парафиновых композиций позволили установить пределы существования твердых растворов с учетом специфического для парафинов фактора — возможности их существования как в кристаллическом ryst, так и в трех ротационно-кри-сталлических состояниях низкотемпературном rot.l, высокотемпературном rot.2 и промежуточном rot. 1+2. Как было показано в разделе 3.6, эти состояния различаются формой теплового колебательно-вращательного движения молекул, щ>теи у молекул различной длины форма их теплового движения может быть разной. [c.182]

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]

Для идеального газа силы взаимного притяжения между моле-1<улами равны нулю, да и для реальных газов в обычных условиях они очень малы. Поэтому можно считать, что вся теплота расходуется на увеличение энергии самих молекул, т, е. на увеличение энергии поступательного и вращательного движения молекулы в целом и колебательного движения содержащихся в ней атомов и атомных групп. (При очень высоких температурах к этому присоединяется и переход электронов на более высокие энергетические уровни и даже отрыв их от атома, но, ограничиваясь здесь областью обычных температур, мы можем этот расход теилоты не принимать во внимание.) [c.103]

В химической термодинамике одну из важнейших величин представляет внутренняя энергия и рассматриваемой системы. Эта величина является параметром состояния. Термодинамически она строго определяется на основе первого закона (см. 68). Физически же этим термином обозначается величина, которая характеризует общий запас энергии системы, включая сюда энергию по ступательного и вращательного движения молекул, энергию внутримолекулярного колебательного движения атомов и атомных групп, составляющих молекулы, энергию вращения электронов в атомах, энергию, заключающуюся в ядрах атомов, и другие виды энергии, но без учета кинетической энергии тела в целом и его потенциальной энергии положения. В настоящее время еще не имеется возможности определить абсолютную величину внутренней энергии какой-нибудь системы, но большей частью можно измерить изменениё энергии Л(7, происходящее в том или ином процессе, что оказывается уже достаточным для успешного применения этого понятия в термодинамике. Величина А11 считается положительной, когда в рассматриваемом процессе внутренняя энергия системы возрастает. [c.181]

Развитие статистической термодинамики привело к возможности рассчитывать энтропию различных веществ на основе данных о внутреннем строении, характеризующих движение различных частиц, составляющих данное вещество. Статистическая термодинамика показывает, что энтропия может рассматриваться как сумма составляющих, относящихся к различным формам движения частиц. Принято группировать их по характеру движения частиц, рассматривая следующие составляющие энтропии энтропию поступательного движения молекул 5пост, энтропию вращательного движения молекул 5вращ, энтропию вращательного движения атомов и атомных групп, содержащихся в молекуле, 5вн. вращ (энтропия внутреннего вращения), энтропию колебательного движения атомов и атомных групп, содержащихся в молекуле, 5 ол и энтропию движения электронов 5эл- Таким образом, энтропию можно представить как сумму следующих составляющих [c.219]

Вывод классических уравнений движений из квантовых показывает, что классическая механика применима при условии малости длины волны де-Бройля X по сравнению с характерным размером I об.тасти действия потенциала, в котором движется частица. Из правил квантования следует, что условие к (ШР) <5 эквивалентно условию Пк для связанных состояний системы (колебательное и вращательное движение). Для тепловых энергий Т 1000 К) и молекул среднего атомного веса [М 20) X, составляет величину ппр>[дка К)" см, что заметно меньше размера молекул (3-10 сж). Для этих же условий наиболее вероятные значения вращательных квантовых чисел ] обычно превышают 10, тогда как для колебаний условие 1 к 1. как правило, не выполняется. Таким образом, описание поступательного и вращательного движения молекул в рамках классической механики полностью оправдано. Что касается колебательного движения, то опо может быть описано классически только в случае, когда колебательная энергия заметно превышает величину колебательного кванта, например в случае сильно г1Кзотермнческих реакций. [c.57]

Так как энергия вращательного движения молекул всех газов, кроме водорода и дейтерия, достигает предельного значения уже при невысокой температуре, то Свращ рассчитывают, исходя из принципа равного распределения энергии по степеням свободы. Тогда для двухатомных и многоатомных газов с линейными молекулами Свращ = 2/2 Я, а для трех и более атомных газов Саращ = 3/2 Я. Колебательное слагаемое теплоемкости газа на одну степень свободы по уравнению квантовой теории теплоемкостей Планка — Эйнштейна равно [c.54]

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]

Классическая теория теплоемкости газов. Согласно закону Больцмана о равномерном распределении энергии по степеням свободы мвлекул (закон равнораспределения), на одну степень свободы поступательного и вращательного движения молекулы приходится энергия, равная 2 кТ), а на одну степень свободы колебательного движения приходится в среднем энергия, равная кТ, так как в среднем на потенциальную энергию гармонических колебаний молекулы приходится столько же тепловой энергии, сколько и на кинетическую, т. е. тоже 2 кТ). Здесь к — постоянная Больцмана она равна универсальной газовой постоянной деленной на постоянную Авогадро [А=6,0232 Дж/(моль-град)]. Таким образом, на одну степень свободы колебательного движения молекулы в среднем приходится вдвое больше энергии, чем на одну степень свободы поступательного или вращательного движения. [c.63]

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]

Молекулы и ионы в общем случае обладают поступательной, электронной, колебательной и вращательной энергией (внутренняя энергия ядер здесь не рассматривается). Поступательная энергия — это энергия поступательного движения молекулы в пространстве как единого целого. Электронная энергия — это энергия электронов в атомах, составляющих молекулу или ион. Колебательная энергия — это энергия колебательных движений ядер атомов, составляющггх молекулу или ион, около положений равновесия. Вращательная энергия — это энергия вращательных движений молекулы или иона в пространстве как единого целого. Электронная, колебательная и вращательная энергии измеггяются не непрерывно, а дискретно, квантами, как говорят, квантуется . [c.530]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология