Колебания молекул воды

Типы колебаний молекулы воды [c.319]

В трехатомной частице наряду с валентными колебаниями могут совершаться колебания, связанные с периодическим изменением угла между связями. Такие колебания присущи и более сложным молекулам. Они называются деформационными колебаниями. На рис. 38 приведены три колебания молекулы воды — два валентных и одно деформационное. [c.94]

ГИИ Е лиганда от расстояния г металл— колеблется около этого лиганд (комплексная частица в растворе) положения ПОД воздействием соударений со свободными молекулами растворителя. Если соударение сообщает частице достаточную энергию, чтобы она могла преодолеть энергетический барьер В (Яд — энергия активации), частица покидает яму, заменяясь другой молекулой. При 25°С период колебаний молекулы воды составляет около 1,4- сек, а среднее время пребывания ее в потенциальной яме для некоторых катионов приведено ниже. [c.54]

Они показывают, что внутренняя координационная сфера акво-комплексов этих ионов длительное время существует в виде стабильного образования. Если продолжительность активированного скачка примерно равна периоду колебания молекулы воды (1,4-10 сек), то доля акво-ионов, в гидратной оболочке которых в данный момент времени происходит по крайней мере один скачок при координационном числе N 6, равна т. е. для s" 0,9%, а для всего 3-10 %. [c.55]

Рис. 32.1. Симметрия и три ог-новных типа колебаний молекулы воды. Движением атома кислорода можно пренебречь, так как он расположен вблизи центра тяжести молекулы

Рнс. 92. Колебания молекулы воды. [c.133]

Нормальные колебания молекулы воды. Длина стрелок соответствует величинам относительных смещений атомов. [c.230]

Таким образом, из трех нормальных колебаний молекулы воды два имеют симметрию а одно-симметрию В - Еще раз отметим, что такая информация может быть получена исключительно только из точечной группы симметрии данной молекулы. [c.232]

Наиболее вероятной представляется интерпретация спектра воды, согласно которой полосы в области 3000— 4000 отнесены к валентным симметричным (уО н асимметричным уг) колебаниям молекулы воды и обертону деформационного колебания (2уг), усиленному по интенсивности за счет резонанса Ферми. Такое отнесение полос подтверждается поляризационными данными и данными по температурной зависимости интенсивности [34]. То обстоятельство, что в спектре льда, кото- [c.13]

В области основных частот валентных колебаний ОН-групп воды наблюдается несколько полос поглощения, главные из них — 3520 и 3580 см — приписывают симметричным и асимметричным колебаниям молекул воды в ассоциатах вода — растворитель, широкую полосу 3428 см.- — поглощению жидкой воды. Наряду с перечисленными наблюдается еще ряд полос, однако интерпретация многих из них до сих шор еще не однозначна. [c.44]

Изучению состояния воды, находящейся в растворах, посвящено много работ. При этом наибольщее внимание уделено изучению состояния воды, растворенной в полярных растворителях, нежели в растворителях неполярных. Равновесные концентрации воды, растворенной в неполярных растворителях, на несколько порядков ниже, чем в полярных, что, естественно, существенно затрудняет постановку эксперимента. Больше других изучены ИК-спектры растворенной в четыреххлористом углероде воды [40, 132, 158—160]. На участке спектра 4000—3000 сл , соответствующего валентным колебаниям ОН-групп молекул воды, наблюдаются две четко выраженные и интенсивные полосы поглощения с максимумами 3614 н 3705 см К Указанные полосы принадлежат симметричным и асимметричным колебаниям молекул воды, растворенной в ССЦ. [c.47]

В литературе отсутствуют непосредственные данные, свидетельствующие о различии в характере такого влияния, хотя есть указания [126, 133, 140] о различном поведении частот валентных колебаний молекулы воды с изменением характера межмолекулярного взаимодействия. Кроме того, в ряде работ имеются предположения о различном характере влияния молекул окружения на интенсивности полос валентных колебаний молекул воды [161]. Для проверки предположений нами было проведено исследование влияния температуры на интенсивность исследуемых полос. [c.48]

Мы попытались более тщательно изучить состояние воды в четыреххлористом углероде и в других неполярных растворителях, таких, как н-гексан, циклогексан, хлороформ, толуол и нитрометан. Исследовались ИК-спект-ры осушенных цеолитами соединений и их водные растворы. Инфракрасные спектры поглощения показывают, что кроме описанных в литературе двух полос поглощения [37, 41, 99, 126, 140, 162, 163], отнесенных к симметричным и асимметричным колебаниям молекул воды [37, 42], наблюдаются еще две полосы (3800 и 3550 JИ ), о природе которых отсутствуют какие-либо данные (рис. 23). [c.50]

Как было сказано выше, в указанных растворах существует микроэмульсия, которая энергетически достаточно стабильна, однако, в ИК-спектре в области валентных колебаний молекул воды она не проявляется, но сильно рассеивает ИК-излучение в данной области. Под воздействием ультразвука количество микроэмульсии увеличивается при наличии воды в растворителях выше предельно растворимого количества. [c.52]

Аналогично можно приписать наблюдаемые полосы воды в ИК-спектрах сульфатов, фосфатов, карбонатов и т. д. симметричным и асимметричным колебаниям молекулы воды. [c.60]

Для расчета энергии водородных связей, образуемых водой с сульфат-анионом, были использованы наблюдаемые в спектрах частоты 3200-—3290 и 3440—3470 см (рис. 30). Полосы воды с аналогичными частотами наблюдались Баличевой и Андреевым для кристаллических сульфатов Мд, N1, 2п, Ре, Со [189]. Они, кроме того, наблюдали полосу 3240—3160 см , которая, очевидно, представляет собой обертон деформационного колебания молекулы воды. [c.64]

Наряду с частотой валентных ОН-колебаний воды представляет интерес проанализировать положение полосы деформационного ее колебания для изученных кристаллогидратов [27, 181, 183]. Частоты этих полос приведены, в табл. 4. Из таблицы следует, что деформационные частоты чувствительны к изменению прочности образуемых водой водородных связей. При переходе от перхлоратов к фосфатам они испытывают смещение, хотя менее значительное, чем частоты валентных колебаний. Таким образом, для изученных нами кристаллогидратов с увеличением прочности водородных связен воды с анионом происходит смещение частот и валентных и деформационных колебаний молекулы воды. Смещения имеют, однако, противоположные направления. [c.68]

Полоса, соответствующая деформационным колебаниям молекулы воды, как и в случае гидратированного сульфата циркония, находится у 1650—1660 м- . [c.79]

При сопоставлении спектров оксихлоридов 2г и Н (рис. 40) оказывается, что самые интенсивные полосы лежат в области 3000—3700 смг . Это прежде всего полоса валентных колебаний молекул воды, ассоциированных друг с другом, определяемая частотой 3420 см . Для соли циркония как это отмечалось и для рассмотренных выше соединений) она и более интенсивна, и лучше разрешена. Интенсивная полоса 3530 см относится к колебаниям связанных гидроксильных групп. Не менее интенсивны в этой же области и две слабо разрешенные полосы с частотами 3170 и 3280 см К Они принадлежат молекулам воды, образующим энергетически прочные водородные связи, очевидно, с ионом хлора. Следует заметить, что такие же частоты были зафиксированы нами в спектрах гидратированных хлоридов редкоземельных элементов. [c.82]

Исследования спектров поглощения воды в системе пиридин — вода — иодистая соль показали, что в присутствии соли появляются новые очень широкие и интенсивные полосы, смещенные к низким частотам по сравнению с полосами поглощения воды, растворенной в пиридине (рис. 44). Значения волновых чисел этих полос приведены в табл. 16 (колонки 3 и 4). Их поведение в спектре в зависимости от концентрации соли аналогично тому, что мы наблюдали для полос поглощения воды в системе ацетонитрил — вода — иодистая соль, что позволяет отнести их также к колебаниям молекул воды, вступивших во взаимодействие с ионами. Положение максимумов полос поглощения воды, связанной с ионами, в пиридине не зависит от концентрации соли, но в значительной степени зависит от природы катиона. Смещение их в область низких частот растет в том же самом ряду Ыа+<Ь1+ Ba2+< a +[c.94]

Из формул (4) и (5) следует, что по мере уменьшения приведенной массы осциллятора амплитуда его колебаний возрастает. В результате этого с уменьшением приведенной массы возрастает и ангармоничность этих колебаний. Таким образом, наибольшую ангармоничность следует ожидать при колебании группировок, содержащих атом водорода. Действительно, воспользовавшись формулой (4), легко оценить, что амплитуда основного колебания ОН-осциллятора при частоте 3400 составляет 0,17 А, т. е. 17% от равновесной длины ОН-связи (0,96—1,00 А). Более строгие оценки величин амплитуд колебаний молекулы воды приводят к значениям 0,04—0,06 А [44]. [c.21]

В табл. 3.1 приведены положения некоторых наиболее важных для изучения химии поверхности и адсорбции полос поглощения в области колебаний скелета кремнеземов. В табл. 3.2 представлены полосы поглощения силанольных групп кремнезема и адсорбированной воды при переходе от далекой к основной и близкой ИК области спектра в порядке возрастания частот. Сопоставление табл. 3.1 и 3.2 позволяет найти окно прозрачности, в котором можно наблюдать полосы поглощения колебаний адсорбированных молекул воды VH,o-f8HjO— 5150—5270 см-, не накладывающихся на полосы поглощения колебаний остова кремнезема и силанольных групп. В окно прозрачности 2000—3000 см- не попадают полосы ни кремнезема, ни адсорбированных молекул воды, поэтому его удобно использовать для наблюдения за адсорбцией органических веществ. Спектральным критерием дегидратации поверхности может служить исчезновение из спектра полосы поглощения деформационных колебаний молекул воды йн о, полосы соответ-стЕ ующего обертона 28hjO и составного колебания vh o+Sh o. Однако полоса основного тона деформационных колебаний молекул воды ShjO перекрывается с полосами поглощения обертона и [c.57]

Либрациоииые колебания молекул воды (связанных с силанольными группами) Деформационные колебания групп ОН силанольных групп уон адсорбированных молекул воды обертон этого колебания 2бfJ Q Валентные колебания гон в адсорбированных ассоциатах и концевых группах воды V [c.58]

Оценка содержания адсорбированных молекул по интенсивности полосы 8н,о была произведена по спектрам, полученным на ИК спектрометре высокого разрешения. Сочетание этого прибора с ЭВМ позволяет проводить накопление спектров поглощения адсорбционной системы и П утем вычитания спектров адсорбента выделить вклады адсорбции (собственно полосы бн о) и вызванного ею возмущения перекрывающихся с ней полос поглощения колебаний остова кремнезема (табл. 3.1 и 3.2). На рис. 3.6 представлены спектры поглощения в области деформационных колебаний молекул воды в системе Н2О — гидроксилированная поверхность [c.58]

Обмен лигандами со средой удобно рассматривать на акваионах. Молекула воды, координированная ионом металла, расположена в потенциальной яме (рис. 1.1), причем положение равновесия соответствует точке А. Молекула воды все время колеблется около этого положения под воздействием соударений со свободными молекулами растворителя. Если соударение сообщает частице достаточную энергию, чтобы она могла преодолеть жергетический барьер В (Еа — энергия активации), частица покидает внутреннюю координационную сферу, заменяясь другим лигандом. При 25°С период колебаний молекулы воды то составляет около 1,4-10 с, а среднее время пребывания ее в потенциальной яме (т) для некоторых катионов приведено ниже [c.37]

Частоты валентных и деформацио1шых колебаний нередко обозначают греческими буквами v и 5 соотнетственно с различными индексами, например Vi(NH) — частота симметричных валентных колебаний связей NH Va,(SO) — частота антисимметричных валентных колебаний связей SO 5(Н20) — частота деформационных колебаний молекул воды и т. д. Существуют почти общепринятые символы для обозначения частот специфичных по форме деформационных колебаний молекул, например со(СН2), р(СНз), (СНг) — частоты соответственно веерных, маятниковых, крутильных деформационных колебаний метиленовой группы СН2. [c.535]

Частоты у(ОН) валентных колебаний молекул Н2О2 в ИК-спектрах твердых пероксосоединений лежат обычно в области -2800—3600 см , т. е. перекрываются полосами валентных колебаний молекул воды и гидроксильных групп. Частоты у(00) валентных колебаний связей 0-0 проявляются в ИК-спектрах в области -800—900 см (иногда в интервале -700—1000 см" ), хотя их интенсивность порой бывает недостаточно высокой. С большей интенсивностью линии у(00) проявляются в спектрах КР в той же области около 800—900 см . Именно частоты у(ОС ) чаще всего используют для идентификавдги пероксидных групп. [c.545]

Подобным Же образом можно объяснить понижеяие частот поглощения а ряду групп О Н, N—Н. С—1 , S-H. а также различно в частотах О—Н, 0—0 илн С—Н, -D (табл. 2). Поскольку энергия возбуждения деформационных колебаний атомов, не слишком отличающихся по массе, гораздо меньше, чем Энергия, необходимая для смещения si омов по осн связи, то валентные колебания проявляются в VIK- H Kipax в более высокочастотной области, чем деформационные колебания. Это положение нллюстрнрз ет рис. 92, где пока. зано отнесение трех собственных колебаний молекулы воды (ср. также тябл. 12). [c.129]

В спектре ИК воды обнаруживаются также две полосы расположенные около 710 и 500 см В интерпретации этих полос нет единого мнения. Ряд авторов связывают их с крутильными колебаниями — либрациями вокруг водородных связей. Причем в этой интерпретации полоса 500 jii- связывается с комбинационной частотой vj,—vt, где vt — трансляционные колебания молекулы воды. Этому объяснению противоречит тот факт, что в спектре комбинационного рассея- [c.109]

Исследуя поведение частот валентных колебаний молекул воды, можно судить только об изменении силовых постоянных ее ОН-связей (< он). Очевидно, имея только один этот параметр, нельзя судить о том, чем вызвано это изменение-— водородной связью, образованной атомом аодорода ОН-связи, или воздействием на неподеленную пару электронов атома кислорода этой связи, тем более что механизмы обоих взаимодействий еще не известны. В то же время при большой подвижности молекул, какую мы имеем в растворах, возмущение молекулы воды через ее неподеленную пару электронов не может исказить симметрии силового поля молекулы воды. Поэтому, если даже такое возмущение и существует, оно будет проявляться в виде регулярного искажения спектра и существенно не повлияет на те изменения, которые возникают вследствие нарушения симметрии силового поля молекулы воды при ее взаимодействии с двумя различными про-тоноакцепторами. [c.25]

Температурные зависимости являются подтверждением высказанного предположения о большей чувствительности полосы симметричных колебаний к изменениям межмолекулярного взаимодействия. Этот вывод является весьма существенным для реко.мендации при использований той или иной полосы валентных колебаний в аналитических целях. В данном случае для проведения количественных определений можно рекомендовать только полосу асимметричных колебаний молекулы воды, мало чувствительную к изменениям межмолекулярных взаимодействий в растворе, оптическая плотность которой связана с концентрацией воды. [c.49]

ВОДЫ (в области валентных ОН-колебаний) четко обнаруживаются два максимума у 3440 и 3600 см (рис. 27). Имеется неявно выраженный перегиб 3270 см- который, возможно, представляет собой обертон деформационного колебания молекулы воды. Как показал расчет, энергия менее прочной Н-связи составляет 2,3—2,6 ккал1связь. Такая малая величина энергии хорошо согласуется с известным фактом о длине связи НгО—С1 в кристаллогидратах с двухвалентными катионами M.g, Со [201]. Она велика и составляет 3,18—3,21 А. [c.62]

Зей, которая следует из рентгеноструктурных ИссЛедойй ний. Действительно, в области валентных ОН-колебаиий в спектре наблюдаются две полосы 3200 и 3370 см , которые можно отнести к колебаниям молекул воды, образующих различные по силе водородные связи с кислородом сульфатной группы (рис. 37). [c.78]

В ИК-спектре 2г(0Н)2-504-4Н20 (см. рис. 37) одной из самых интенсивных является полоса 3420—3430 см , которая относится к колебаниям молекул воды, образующих водородные связи друг с другом или с гидроксильными группами (энергия такой связи около [c.79]

Инение о необходимости ангармонического описания л он-ко-лебаний поддерживалось и теоретическими оценками С. Братожа и Д. Хаджи [227], по которым ангармоничность колебаний ОН-группы при образовании последней водородной связи должна увеличиваться. Однако, как показали последующие экспериментальные измерения, правда весьма немногочисленные, ангармоничность колебаний молекулы воды по мере усиления водородной [c.21]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология