Спектры инфракрасного поглощения света

Методы, основанные на взаимодействии излучения с веществом. Большое значение имеют различные оптические методы анализа. Измерение поглощения света является основой фотометрии. Различают две группы фотометрических методов колориметрию и спектрофотометрию. В колориметрии сравнивают окраску исследуемого раствора с окраской стандартного раствора. В спектрофотометрии определяют спектр поглощения вещества (раствора) или измеряют светопоглощение при строго определенной длине волны. Как чисто физический метод, фотометрия применяется для анализа растворов красителей, для определения окрашенных окислов азота в газах и т. п. Измерение поглощения в ультрафиолетовой и в инфракрасной частях спектра позволило распространить эти методы на многие бесцветные растворы, не поглощающие света в видимой области. Таким путем анализируют сложные системы, содержащие органические вещества, например различные фракции перегонки нефти, витамины и др. физиологически активные вещества. Измерение поглощения в инфракрасной области используется, кроме того, для определения мути в растворах, пыли в газах. [c.18]

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]

Рис. 90, Спектры инфракрасного поглощения света бензальдегида, салицилового альдегида и л -толуилового альдегида.

Поглощение света в инфракрасной области спектра (ИК) обусловлено молекулярными колебаниями. [c.48]

Дипольный момент перехода имеет размерность длины (обычно его выражают в ангстремах) его можно представить как меру смещения зарядов в процессе перехода. Свет наиболее эффективно поглощается в том случае, когда направление его поляризации (т. е. направление вектора напряженности электрического поля) и направление момента перехода совпадают. В этом легко убедиться, измеряя поглощение света кристаллами. Как и инфракрасные спектры поглощения ориентированных пептидных цепей (рис. 13-3), электронные спектры кристаллов обнаруживают четко выраженный дихроизм. [c.19]

Рассеяние света в пьезоэлектрических кристаллах. До сих пор предполагалось, что рассеяние света осуществляется на колебаниях, неактивных в спектре инфракрасного поглощения. Если кристалл имеет центр симметрии, то все колебания, активные в комбинационном рассеянии, обладают указанным свойством. Однако если центр симметрии отсутствует, что выполняется для пьезоэлектрических кристаллов, то оказывается возможным рассеяние на полярных колебаниях решетки. Комбинационное рассеяние на полярных колебаниях обладает рядом специфических свойств. [c.449]

Ионизирующее излучение (гамма- и рентгеновские лучи) обладает такой энергией, что способно выбить из молекулы электроны с образованием ионов. Инфракрасное излучение обладает низкой энергией и при взаимодействии с молекулами вызывает колебательные и вращательные эффекты. Электромагнитное излучение в близкой ультрафиолетовой и видимой областях спектра (240—700 нм) взаимодействует с электронами молекулы. Ниже 240 нм ультрафиолетовый участок спектра задерживается озоном иа уровне 20—30 км от Земли. При поглощении света с длиной волны менее 800 нм изменяется электронная, вращательная и колебательная энергия молекул, что приводит к возбужденному состоянию молекул. [c.26]

Свет с длиной волны выше 800 нм и приблизительно до 20 ООО нм (20 мк.) называется инфракрасным. Поглощение света в этом участке спектра в меньшей степени используется для решения непосредственно аналитических задач гораздо большее значение инфракрасное поглощение имеет для изучения строе-иия веществ. [c.17]

СКР — спектры комбинационного рассеяния света ИКС — спектры инфракрасного поглощения. [c.217]

Открытие этого явления приобрело фундаментальное значение. Оказалось, что по спектрам комбинационного рассеяния света можно устанавливать частоты собственных основных колебаний молекул, причем несравнимо более простым и эффективным способом сравнительно с методом инфракрасного поглощения света преимущества на стороне метода комбинационного рассеяния оказались огромные. [c.191]

Для фотохимика наиболее интересны ультрафиолетовая и видимая области спектра. При поглощении света этих длин волн возбуждаются внешние электроны молекулы, т. е. именно те электроны, которые обусловливают химическую связь и, следовательно, возбуждение которых может приводить к химическому превращению. Эти области наиболее важны и при изучении фотолюминесценции, поскольку здесь также сначала возбуждаются внешние электроны. Меньшую роль в фотохимии играет излучение с длинами волн больше 1,5 мкм (близкая инфракрасная область), поскольку химические реакции с энергиями активации много меньше 20 ккал/моль (эту энергию несет квант света в близкой инфракрасной области) могут протекать в темноте при комнатной температуре за счет термической активации. Но в некоторых системах излучение более длинных волн может быть фотохимически активно при низких температурах. [c.14]

Колебательные моды при нулевом волновом векторе особенно важны для интерпретации спектров комбинационного рассеяния и спектров инфракрасного поглощения кристаллов. [Подробнее об этом будет сказано ниже при анализе механизмов рассеяния и поглощения света (гл. 8).] По этой причине их называют фундаментальными колебательными модами, а их частоты — фундаментальными частотами. Соответствующие нормальные координаты Qr(0) называются фундаментальными нормальными координатами. В гл. 3, 4, г уже было показано, что, участвуя в фундаментальных колебаниях, все конгруэнтные атомы совершают в фазе одинаковые перемещения. Следовательно, для того чтобы определить фундаментальные колебания, достаточно проанализировать колебания атомов примитивной ячейки. [c.115]

Метод пасты в очищенном парафиновом масле. Этот метод можно применять почти для любых твердых образцов он прост и не требует больших затрат времени, дает узкие, хорошо выраженные полосы вследствие уменьшения рассеянного света характеризуется однородностью толщины слоя, допускающей стандартизацию условий изготовления образца. Однородность распределения образца по площади близка к однородности растворов. Применение масляной эмульсии имеет перед раствором еще то преимущество, что масло очень прозрачно. Спектр инфракрасного поглощения парафинового масла состоит из четырех узких полос между 2,5 и 15,5 [х интенсивного дублета при 3,43 и 3,51 .1 и двух полос средней интенсивности при 6,85 и 7,27 ц. Процедура приготовления образца сводится к следующим операциям. [c.242]

Мы располагаем двумя способами наблюдения колебательных спектров молекул. Один из этих способов, известны уже давно, состоит в наблюдении спектра инфракрасного поглощения, обнаруживающегося, когда свет источника, посылающего все длины воля (сплошной спектр), попадает в спектральный аппарат, проходя через слой исследуемого вещества. В наблюдаемом спектре обнаруживается ряд характерных про- , алов — полос или линий поглощения,— расположение и интенсивность которых и представляет индивидуальный спектр поглощения нашего вещества. [c.99]

В настоящем параграфе будут рассмотрены методы онределения углеводородного состава нефтяных фракций при помощи спектров комбинационного рассеяния света и прп помощи инфракрасных спектров поглощения. При [c.550]

Поглощение света шариками. (В видимой части спектра и вблизи инфракрасной поглощение обычно незначительно.) [c.148]

Переходя к более коротким волнам, попадаем в оптические области спектра инфракрасную, видимую и ультрафиолетовую. Разложение излучения в спектр осуществляется с помощью оптических спектральных аппаратов. Излучение и поглощение света в оптических областях спектра тесно связано со строением отдельных атомов и молекул и широко используется в спектральном анализе. [c.26]

Оптическая спектроскопия. В основе оптических спектроскопические методов лежит измерение степени поглощения света веществом в зависимости от частоты света или длины волны. В оптической спектроскопии изучают поглощение света в инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой областях спектра. Наибольшее значение имеют инфракрасные спектры в области частот 5000—200 см и так называемые электронные спектры, охватывающие ультрафиолетовую и видимую части спектра в области длин волн 220—800 ммк. [c.131]

У окрашенных веществ максимум поглощения света в большинстве случаев находится в видимой области спектра, однако он может быть и в ближней ультрафиолетовой области, как, например, у хромата калия (см. рис. 4.3, кривую /), или в ближней инфракрасной области, как у раствора сульфата меди (кривая 2). [c.181]

Спектрофотометрия, как и фотометрия, относится к абсорбционному анализу, основанному на поглощении света определяемым веществом в видимой, ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра. Она также основана на законе Бугера, т. е. на принципе существования пропорциональной зависимости между светопогло-щением и концентрацией поглощающего вещества. Однако в спек-трофотометрии анализ осуществляется по светопоглощению монохроматического света, т. е. света определенной длины волны. [c.140]

Поглощение света в ультрафиолетовой и инфракрасной частях спектра обсуждалось в разд. 6.1. [c.495]

Квант поглощаемой (или испускаемой) лучистой энергии определяется, вообще говоря, изменением этих видов энергии. Изменение только вращательной энергии (при постоянной колебательной и электронной) имеет место в так называемом вращательном или ротационном спектре молекул. Вследствие того, что величина кванта вращения мала, вращательные спектры лежат в инфракрасной части спектра. Так как испускание или поглощение света возможно лишь в случае периодического изменения дипольного момента, то вращательные спектры имеют лишь полярные молекулы. [c.524]

Инфракрасная — ИК-спектроскопия. Спектры поглощения в инфракрасной области соответствуют колебаниям различных функциональных групп и связей, составляющих молекулу. К сожалению, особенности поглощения света в этом участке спектра таковы, что существенно осложняют количественную интерпрета-цию в соответствии с законом Ламберта — Бера. Инфракрасные спектры редко используют для количественного анализа. Основная сфера применения инфракрасной спектроскопии — это установление структуры индивиду-альных органических соединений, обнаружение в сложных смесях органических соединений тех или иных индивидуальных веществ или специфических функциональных групп. Благодаря тому, что ИК-спектр представляет собой набор большого числа узких линий, положение и интенсивность которых строго индивидуальны для каждого соединения, он является визитной карточкой органического соединения. Совпадение ИК-спектров в настоящее время считается одним из наиболее убедительных доказательств идентичности веществ. Для записи ИК-спектров обычно применяют кюветы из поваренной соли ЫаС1, прозрачной в этой области. Спектр записывают в координатах пропускание (поглощение), % — частота (или длина волны). Частоту чаще всего выражают в см , длину волны — в микронах или миллимикронах. На рис. 18 в качестве примера приведены ИК-спектры л- и л -ксилолов. [c.133]

Интенсивность полос поглощения. Для аналитических целей широко используют спектры поглощения веществ в ультрафиолетовой, видимой, и ближней инфракрасной областях. Появление этих спектров связано с электронными или колебательными переходами. Обычно спектры поглощения получают при комнатной температуре, когда практически все молекулы находятся в невозбужденном колебательном и электронном состояниях. Поэтому вероятность поглощения фотона и перехода в возбужденное состояние зависит только от свойств самой молекулы — величин дипольного момента и соответствия правилам отбора. Чем чаще совершается такой переход, тем сильнее поглощение света данной длины волны, тем больше интенсивность полосы поглощения. [c.313]

Спектральные детекторы. Вытекающий из колонки растворитель часто содержит разделяемые вещества, многие с характерным спектром поглощения. Для их определения предложены спектральные методы, основанные на измерениях поглощения света веществом в определенной части спектра, например в ультрафиолетовой, видимой или инфракрасной. Поскольку детектирование ведется непрерывно и нет возможности осуществить измерение во всем спектре поглощения, определяют лишь поглощение при фиксированной длине световой волны, которую выбирают таким образом, чтобы детектор был пригоден для измерения концентрации возможно большего числа веществ. [c.49]

Поверхностные хемосорбированные образования не могут быть выделены в виде индивидуальных химических соединений. Поэтому интерпретация их спектров целиком основана на сопоставлении со спектрами соединений, структура которых хорошо известна. Особенно сложна интерпретация спектров, когда на поверхности одновременно образуется несколько различных форм хемосорбированных соединений, а поглощение света катализатором ограничивает доступную для изучения область спектра. Так, например, по инфракрасным спектрам хемосорбированной окнси углерода на металлах было показано образование двух главных типов связей мостиковой (I) и линейной (П) [c.179]

Некоторые вещества поглощают совершенно равномерно лучи всех цветов. Если через такое вещество пропустить пучок белых лучей, то последние, пройдя через него, лишь ослабеют в своей яркости, но останутся белыми. Такие вещества—бесцветны. Окрашенные же вещества поглощают преимущественно лучи определенных цветов, т. е. определенной длины волны они, как говорят, обладают избирательным поглощением. Направим на такое вещество (или его раствор) пучок белых лучей и предположим, что у нас не будет происходить никаких других явлений, кроме поглощения света. Тогда лучи, которые пройдут через вешество, уже не будут белыми лучами, а приобретут ту окраску, которая получается при смешении всех цветов солнечного спектра, кроме поглощенных. Например, если вещество поглотит сине-зеленые лучи, то прошедшие через вещество лучи будут окрашены в красный цвет, так как красный цвет может быть получен смешением всех цветов солнечного спектра, кроме сине-зеленых. Некоторые вещества обладают избирательным поглощением только в области инфракрасных и ультрафиолетовых лучей. Так, например, бензол обладает избирательным поглощением в ультрафиолетовой части спектра, Такие практически бесцветные вещества, строго говоря, тоже окрашены . С обычной же точки зрения окрашенными считаются лишь те вещества, которые обладают избирательным поглощением в видимой части спектра. [c.513]

На рис. 2 изображен спектр поглощения ликопина в видимой области света, на рис. 3 — спектр поглощения в инфракрасной области света тем- [c.15]

Два вещества, имеющие одинаковые инфракрасные спектры, идентичны в тысячах различных физических свойств — поглощении света при тысячах различных частот — и совершенно определенно должны быть одним и тем же соединением. (Одну из областей инфракрасного спектра даже называют областью отпечатков пальцеву>.) [c.401]

Спектры инфракрасного поглощения также довольно четки и ])азно-характерны, хотя обычно полосы поглощения менее резки, чем линии комбинационного рассеяния, и перекрытие полос разных веществ более опасно, тем более, что число полос поглощения обычно превосходит число линий комбинационного рассеяния. Это происходит оттого, что в спектре комбинационного рассеяния обычно наблюдаются только основные линии, характеризующие собственпыо ко.лебания молекулы, а, в спектрах инфракрасного поглощения встречаются также и многочисленные составные линии, частоты которых являются кратными основных нлиже их суммой и.ли разностью. Это дает ряд. лишних, иногда мешающих анализу лнпрхй. Кроме того, как уже указывалось, аппаратура для видимого и ультрафиолетового света, которой пользуются при регистрации спектров комбинационного рассеяния, позволяет различать больше деталей в спектрах (обладает большой дисперсией и разрешающей силой), чем аппаратура для регистрации инфракрасных спектров. Впрочем, быстрый прогресс этой пос.ледней постепенно сглаживает эти различия. [c.28]

Диаграммы энергетических уровней являются ключом к разгадке, и интерпретации спектров поглощения переходных металлов в инфракрасной, видимой и уль-.Ьд трафиолетовой областях спектра. При поглощении света -электрон переходит с низкого на более высокий энергетический уровень. По той же причине, что и у молекул в конденсированном состоянии, спектры поглощения комплексных ионов в растворе или в кристаллах обычно размыты и не обнаруживают тонкой структуры. Наиболее длинноволновые полосы в спектрах поглощения возникают в результате переходов электронов с низких на более высокие энергетические уровни, возникшие за счет расщепления кристаллическим полем основного состояния. Переходы электронов на энергетические уровни, связанные с возбужденными состояниями свободных ионов, требуют больщей энергии соответствующие П0v 0 ы поглощения лежат в области более коротких длин волн. [c.16]

Опыт показывает, что решение структурных задач методами спектроскопии требует систематического исследования спектров ряда соединений, гомологов или замещенных, особенно изотопо-замещенных. Далеко идущие структурные заключения редко удаются па основании исследования спектра одного лишь интересующего пас вещества. Поэтому решение таких структурных задач требует обычно проведения специальных исследований, причем наличие литературных данных может служить главным образом для ориентации или для составления плана исследования. При проведении подобной работы большую пользу могут принести сводки фактического материала, относящегося к установленным структурам, в которых в то же время на конкретных примерах показаны пути решения таких структурных задач. Подобного рода сведения могут быть найдены в имеющейся литературе. Такова, например, книга Рендалла и др. [1], содержащая значительный материал по спектрам инфракрасного поглощения, накопленный авторами в процессе установления структуры пенициллина. В области комбинационного рассеяния света некоторые подобные материалы собраны, например, в книге Кольрауша Спектры комбинационного рассеяния , которая появилась недавно в русском переводе [2]. [c.4]

Вообще же говоря, оба указанные метода использования колебательных спектров представляют значительный практический интерес и в известной степени дополняют друг друга. Это происходит отчасти потому, что по самой при])оде линий колебательных снектров некоторые из них лучше проявляются в спектрах комбинационного рассеяния, тогда как другие лучше выражены в спектрах инфракрасного поглощения. Кроме того, оба эти метода имеют свои преимущества и недостатки. Так, метод инфракрасного поглощения отличается, как правило, большей чувствительностью и может с успехом применяться при определениях в растворах низкой концентрации или в газах при умеренном и даже малом давлении. Кроме того, он легко применим к окрашенным и темным сильно люминесци-рующим продуктам (например, масла, асфальтены, смолы), исследование которых по методу комбипациоппого рассеяния света практически невозможно. Метод комбинационного рассеяния имеет, как уже сказано, преимущества в смысле разрешающей способности, т. е. позволяет различать больпте аналитических деталей и отличается значительно большей простотой в отношении установления связи между измеряемой интенсивностью линии и онцентрацией измеряемой компоненты. Вопрос о связи величины измеряемого спектроскопического параметра с концентрацией компонент является основным для количественного спектрального анализа, и на нем необходимо остановиться. [c.28]

Среди спектроскопических методов для исследования химического состава нефти наибольшее значение получили анализы по спектрам комбинационного рассеяния света, по спектрам поглощения в инфракрасной и ультрафиолетовой области, масс-спек-троскопия, а в последнее время и спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР-спектроокопия). [c.61]

Внутреннее вращение —это процесс, состоящий из крутильных колебанвй внутри потенциальных минимумов с перескоками время от времени между поворотными изомерами. Для молекулы этана с высотой барьера 13 кДж/моль частота перескоков равна при 20 °С примерно 10 ° с , что практически воспринимается как свободное вращение. Равновесные свойства молекул (такие, как дипольный момент, оптическая активность, форма макромолекул и т. д.), представляют собой результат усреднения по всем поворотным изомерам. Отдельные молекулярные характеристики, проявляющиеся за время, меньшее времени жизни поворотных изомеров позволяют наблюдать поворотные изомеры и доказывать их существование. Например, о поворотных изомерах можно судить по спектральным линиям, частоты которых различны для различных поворотных изомеров. Так, поворотные изомеры были в 1932 г. открыты с помощью спектров комбинационного рассеяния. В настоящее время поворотные изомеры обнаруживаются как по спектрам комбинационного рассеяния света, так, особенно, по инфракрасным спектрам поглощения. [c.136]

Существует значительное число модификаций методов, основанных на детектировании электрохимически генерированных промежуточных продуктов посредством получения их оптических спектров в ультрафиолетовой, видимой или инфракрасной областях поглощения света. Идентификация продуктов реакции производится по длинам волн и интенсивностям характеристических полос поглощения. Наибольшую информацию о природе частиц можно извлечь из данных ИК-спектрометрии, однако ее сравнительно невысокая чувствительность, определяемая небольшими значениями коэффициента молярной экстинции е, требует достаточно высоких концентраций интермедиата, труднореализуемых в случае короткоживущих частиц. Дополнительные осложнения при использовании ИК-спектрометрии связаны с трудностями применения в качестве растворителей воды и других гидроксилсодер-жащих соединений, сильно поглощающих в исследуемой области частот. В силу названных причин ИК-спектрометрия для изучения промежуточных продуктов электродных реакций используется относительно редко. Большим достоинством видимой и УФ-спектро-фотометрии является высокая чувствительность метода. Однако в этой области спектра низка специфичность поглощения, т. е. полосы многих хромофоров перекрываются. Пики поглощения находящихся в растворе частиц, как правило, очень широкие, и спектры сильно искажаются примесями, поглощающими свет в той же области спектра. Поэтому применение УФ-спектрометрии для установления структуры частиц оказывается малоэффективным. Значительно чаще такие измерения используются для изучения кинетики накопления или исчезновения промежуточных продуктов. [c.220]

Электронным переходам соответствуют линии, лежащие в ультрафиолетовой и видимой областях спектра, а излучению, вызванному колебательными и вращательными переходами, — линии инфракрасной области (рис. 31). Электронные переходы часто сопровождаются одновременным изменением колебательных уровней. В результате спектры испускания молекулы не представляют собой совокупности отдельных линий, отвечающих электронным переходам, а обнаруживают более сложную структуру и имеют вид полос. Практически удобно изучать электронные спектры поглощения, используя жидкости или растворяя исследуемое вещество в малополярном растворителе. При этом электронный спектр не осложняется вращательно-колебательными переходами и лучше поддается интерпретации. Если свет с интенсивностью I проходит в веществе путь дЛиной х, причем концентрация поглощенного вещества равна С, то доля поглощенного света dill равна [c.63]

Строение XXVIII подтверждается также результатами изучения инфракрасных и ультрафиолетовых спектров поглощения [130, 142, 178, 245], спектров комбинационного рассеяния света [240], диффракции электронов дикетеНа в парах [35], кристаллографических данных [150], спектра протонного магнитного резонанса жидкого дикетена при температурах вплоть до 120° [10] и спектра поглощения протонного резонанса кристаллического дикетена [79]. Вассерман [251] заметил интересную химическую особенность этого своеобразного соединения. Она заключается в том, что дикетен представляет собой умеренно сильную кислоту (рК 7,1), которую можно титровать в водной среде. Это объясняется, по-вндимому, весьма благоприятной возможностью резонансной стабилизации аниона (XXIX). [c.231]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология