Крутильные колебания молекул воды

Полоса крутильных колебаний молекул воды [c.99]

К этому же выводу можно прийти путем сопоставления спектров одних и тех же пленок, гидратированных соответственно Н2О и D2O. Обнаруженная полоса может быть обусловлена только крутильными колебаниями молекул воды (см. разд. [c.100]

Факт исчезновения полосы воды при 2120 см" с увеличением концентрации кислоты также хорошо укладывается в эту картину. Это колебание обычно относят к комбинационному колебанию, в котором участвует крутильное колебание молекулы воды. Последнее может сильно взаимодействовать с валентным колебанием протона в водородной связи, при этом оно уже не может участвовать в комбинационном колебании с другим колебанием. [c.297]

Изотопное различие частот либраций молекул. Впервые Бернал и Тамм [398] указали на изотопное различие частот либраций (крутильных колебаний) молекул как на важный фактор различия физических свойств тяжелой и обычной воды, а также других полярных соединений дейтерия и водорода. Вследствие взаимодействия каждой молекулы воды с четырьмя [c.107]

Изолированные молекулы воды обладают тремя колебательными частотами в области ИК спектров симметричные валентные колебания связи О-—Н (- 3650 см ), антисимметричные валентные колебания связи О—Н ( 3750 см 1) и деформационные колебания угла Н—О—Н (/ -1590 см"1) Кристаллизационная вода поглощает в интервале частот 3550—3200 см (симметричные и антисимметричные валентные колебания) и в интервале 1630-т-1600 см (деформационные колебания). Она также имеет полосы поглощения в области 600— 300 см , связанные с вращательными движениями молекулы воды в кристаллической решетке, которые ограничены водородными связями. В результате возникают крутильные колебания молекулы в целом, которые называются либрационными. [c.137]

Шеппард и Йетс попытались определить вращательные степени свободы в адсорбированном метане. При адсорбции метан мог иметь три возможные конфигурации. Для первой возмол<иой конфигурации не существует свободного вращения, а останутся только крутильные колебания весьма жестко связанной молекулы. Вторую конфигурацию можно изобразить так, что метан тремя своими водо-родами связан с поверхностью, и вращение может осуществляться только вокруг оси, перпендикулярной поверхности, с одной вращательной степенью свободы. Для третьей конфигурации остаются [c.25]

Стремление к образованию упорядоченных структур с максимальным числом водородных связей (но четыре на молекулу) заставляет молекулы воды располагаться вокруг органической молекулы таким образом, что три водородные связи каждой молекулы воды направлены также к молекулам из ближайшей координационной сферы, а четвертая направлена в сторону от центральной молекулы растворенного вещества и связывает молекулы воды в гидратной оболочке с молекулами воды в остальном объеме системы. Силы притяжения между молекулой растворенного вещества и окружающими молекулами воды кооперативно стабилизируют положение молекул воды в координационной сфере с максимальным числом водородных связей и с пониженной свободой крутильных колебаний. Разумеется, при этом вовсе не предполагается, что молекулы воды вблизи органической добавки неподвижны или жестко фиксированы, как в твердых телах, однако на их движения накладываются несколько большие ограничения, чем на молекулы в объеме, удаленные от растворенных частиц. [c.58]

Колебания многоатомных ионов подразделяются на внутренние колебания иона, либрационные колебания воды или других сольватирующих молекул и колебания решетки. Внутренние колебания определяются только атомной структурой иона и практически не зависят от фазы образца и от соседних ионов. Либрационные колебания лежат в области 600-200 см и связаны с поворотами молекул растворителя, в частности воды, сохраняющих положение центра тяжести, вокруг трех взаимно перпендикулярных осей — так называемые крутильные, маятниковые и веерные либрационные колебания. Колебания решетки обусловлены трансляционным и вращательным движением молекул шш ионов внутри кристаллической решетки, им свойственны частоты ниже 300 см . [c.454]

Колебания распадаются на два широких класса валентные и деформационные. Молекула из п атомов обычно имеет (Зге — 6) основных колебаний, из которых п — 1) колебаний — валентные колебания вдоль осей связей, а остальные возникают за счет осцилляции под углом к связи. Деформационные колебания далее подразделяются на неплоские, маятниковые, крутильные и ножничные. Колебания воды, каждое из которых вызывает изменение динольного момента и, следовательно, появление полосы поглощения, показаны на рис. 7.10. [c.142]

В работе [50] приводятся спектры рассеяния нейтронов для натролита, шабазита и анальцима. Хотя в каждом из перечисленных минералов у молекул воды различное окружевие (в анальциме на каждую полость приходится изолированная группа из 2 молекул воды, в натролите имеются изолированные индивидуальные молекулы, в шабазите — группы водоподобных молекул), в спектрах всех этих цеолитов в узкой области частот при 480—600 см" наблюдаются пики, соответствующие крутильным колебаниям молекул воды. [c.424]

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]

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]

Вращательное движение молекул воды в кристаллической решетке ограничено образованием волородчых свяяей с соседними атомами. Результирующие крутильные колебания молекулы в целом называются либрационными колебаниями . [c.215]

Ограниченные крутильные и трансляционные колебания молекул воды возникают, когда молекулы воды образуют водородные связи. В соответствии с номенклатурой Пиментела и Мак-Клеллана [35] первое колебание обозначают vp, второе — [c.46]

МОСТИКИ, более сильные по сравнению с водородными мостиками между двумя молекулами воды. Значит, полоса около 2900 см относится к валентным колебаниям ОН-групп в водородных мостиках, которые образуются между внешними молекулами воды в Н9О4 и соответствующими акцепторными группами — атомами кислорода анионов или атомами кислорода других молекул воды. Тогда ножничные колебания этих молекул воды обусловливают полосу около 1700 см . Наиболее удивительной, однако, является слабая полоса около 1200 см в кислотах и щелочах. Молекула воды не имеет полосы основных нормальных колебаний при этих волновых числах, но в этом месте находится полоса первого обертона ограниченного крутильного (либрационного. — Ред.) колебания молекулы воды, связанной водородными мостиками [126]. Наблюдаемая полоса имеет низкую интенсивность, что позволяет приписать ее к указанному обертону. [c.195]

В дополнение к обнаруженному при поглощении образцом воды возрастанию Р-релаксационного максимума его положение смещается в сторону более низких температур, однако последний эффект выражен значительно слабее, чем в случае о -релаксационного процесса (табл. м 5). Подобное явление наблюдали и для образцов поливинилового спир-та 12], которых поглощение 30 вес./О воды приводило к смеще-иию р-максимума с —60 °С до тем- а ператур порядка — 90 °С. Было предположено [12], что процесс Р-релаксации связан с крутильными колебаниями тех сегментов цепи, водородные связи которых разрушаются молекулами воды. Экспериментальные данные, полученные при исследовании процесса Р-релаксации, согласуются с предполо- Зависимость и [c.125]

При низких концентрациях ионов (рис. 17 и 18) наблюдаются только небольшие отклонения спектров от спектров воды. При этом относительно слабые максимумы, характеризующие взаимодействие ионов с водой, сосуществуют с максимумами воды. При 0,5 Мл концентрации М С12 (—100 молекул воды на один Mg ) спектр (рис. 24) прежде всего отражает изменения в объеме растворителя относительно воды, поскольку сравнительно небольшое число молекул Н О в первых гидратных слоях ионов оказывает незначительное влияние. Срав-нение со спектром воды показывает, что даже при концентрации 0,5 Мл наблюдаются значительные изменения тех частот межмолекулярных колебаний, которые должны быть связаны с большим числом молекул растворителя. Тогда при тех же температуре и угле рассеяния максимумы крутильных колебаний становятся более резкими и разрешенными, чем для воды. Первоначально по частоте они совпадают с характеристическими максимумами чистой воды. Аналогично в области частот около 60 см максимум также становится несколько более разрешенным, чем в воде (рис. 24). Однако изменение "квазиупругой" составляющей соответствует только относительно небольшому изменению энергии активации (детально этот вопрос будет рассмотрен ниже). Нейтронные спектры разбавленных растворов хлорида магния аналогичны рассмотренным выше дифракционным [c.278]

Координированная вода. Сравнительно мало данных имеется в отношении спектров аквакомнлексов. Группа Фудзита [73] получила ряд интересных результатов, показывающих, что появление некоторых полос, ассоциированных с координированными молекулами воды, зависит как от прочности координационной связи, так и от прочности водородных связей с соседними атомами. Рассматриваемые полосы лежат в области — 800—1000 см . Их отнесение не надежно, но, поскольку они не могут относиться к валентным или деформационным колебаниям самой группы НаО, предполагается, что они обусловлены какими-то маятниковыми, качательными или крутильными движениями лиганда. Полосы в этой [c.347]

Аммиак. После воды аммиак служит наиболее важным источником информации о крутильных колебаниях. Его молекула достаточно проста и имеется надежда, что попытки интерпретации спектра окажутся успешными. Исследовав ИК-спектры и спектры КР твердых NH3 и ND3, Рединг и Хорниг приписали полосы легкого аммиака 362 и 284 см крутильным колебаниям, а полосу 53 см — параллельному крутильному колебанию в решетке или трансляционному колебанию кристаллической решетки [1701, 1700, 1699]. При отождествлении полос крутильных колебаний важно учитывать, что переход к дейтерированному соединению должен сопровождаться уменьшением частоты в 1,29 раза. Более высокие частоты аммиака нужно сравнивать с частотой 820 см льда. Из этого сравнения следует, что силовая постоянная для изгиба Н-связи в аммиаке может быть раз в десять меньше, чем в воде. Если это так, то приходится сделать вывод, что потенциальная функция крутильного движения очень чувствительна к прочности Н-связи. [c.114]

Вблизи точки плавления и при обычных температурах упорядоченное расположение молекул воды проявляется также Б том, что свободное вращение молекул заторможено и они совершают крутильные колебания вокруг оси, проходящей через центр треугольника, образованного связями О. Одпа- [c.51]

В работе [375] по инфракрасным спектрам установлено, что частоты крутильных колебаний (либраций) молекул СН3ОН и СНзОВ составляют при 93° К 357 и 344 см , при 165° К (10,6° ниже точки плавления) 346 и 333 см соответственно. Исходя из этих данных и судя по температурной зависимости частоты либраций молекул воды в жидкой и твердой фазах (см. табл. 65), были оценены частоты либраций молекул СН3ОН и СН3ОВ при 298° К. Соответственно получены значения 250 и 242 (три степени свободы, для которых частоты приблизительно одинаковы). [c.114]

В связанном состоянии молекула воды имеет три типа крутильных колебаний. В спектре жидкой воды обнаруживаются две полосы, около 710 и 500 см (табл. 3, столбцы 7 и 8), которые могут быть обусловлены колебаниями vp " [26, 27]. В интерпретации второй из этих полос среди исследователей нет единого лшения. Так, Хорниг и др. [38] относят ее к комбина-щюнному колебанию vp—vo. Однако такое отнесение, по-видимому, неверно, так как в КР-спектрах при неупругом рассеянии нейтронов водой обе полосы проявляются с выигрышем в энергии [43, 44]. Другое объяснение полосы 500 см" дает Вестон [24]. [c.46]