Полосы поглощения, электронные колебательное уширение

Переход электрона в возбужденное состояние может привести к возбуждению колебательных состояний. Если погло-Н1ающие молекулы находятся в газообразном состоянии или исследуются прн очень низких температурах, то полоса электронного поглощения может иметь несколько небольщих максимумов и минимумов, показанных на рис. 9.14. Эти максимумы отражают изменения колебательных состояний, сопровождающие электронное возбуждение, и часто называются колебательной структурой или тонкой структурой спектра. Если поглощающие молекулы находятся в растворе при температуре, близкой к комнатной, то имеет место уширение колебательной структуры электронного спектра. В полярных растворителях, таких, как вода, уширение может быть выражено настолько сильно, что колебательная структура становится неразличимой и электронная полоса поглощения выглядит как плавная кривая (рис. 9.14). Форма кривой часто может быть аппроксимирована к гауссовой кривой распределения и математически записывается в виде [c.517]

Этот тип хромофоров характеризуется наличием иона металла с незаполненным -уровнем в комбинации с особыми донорными атомами. Такую хромофорную группу, которая содержится в комплексных соединениях переходных металлов, обычно можно обозначить символом МХп, где М — центральный ион и X — донорный атом. Приписываемые этим хромофорным группам полосы поглощения обусловлены переходами, которые сильно локализованы на ионе, обладающем незанятым -уровнем такие переходы можно назвать - -переходами. Так как у -электронных хромофоров эти переходы происходят между состояниями с одним и тем же квантовым числом четности, они являются запрещенными по правилу Лапорта и становятся разрешенными в результате колебательно-электронного взаимодействия, причем молярные коэффициенты погашения находятся в пределах 1—200 л/(моль-см). Эти полосы характеризуются значительной полушириной — вплоть до 350 им. Столь существенное уширение полосы вызвано искажением симметрии, спин-орбитальным взаимодействием и эффектом Яна— Теллера. Нарушение симметрии происходит главным образом в случае систем с различными донорными атомами. Как уже говорилось выше, основная идея теории кристаллического поля основана на микросимметрии системы, т. е. предполагается, что расщепление состояний иона переходного металла зависит преимуще- [c.71]

В колебательных и электронных спектрах вместо отдельных линий всегда наблюдают серии многих таких сигналов. Ввиду значительного различия в энергиях возбуждения ( [ 4 С з С е ) в газообразных веществах одновременно с колебательными уровнями возбуждаются также и вращательные уровни, а при электронных переходах одновременно наблюдают сигналы, соответствующие колебательным и вращательным процессам. При переходе к конденсированной фазе отдельные близко расположенные соседние линии вследствие уширения сливаются, а в спектре получаются более или менее широкие области поглощения, называемые полосами поглощения. Появление таких полосатых спектров характерно для ИК- и УФ-молекуляр-ной спектроскопии. [c.182]

Электронные полосы поглощения обычно довольно широки их ширина, измеряемая на уровне полувысоты, составляет 3000—4000 см . Связано это главным образом с тем, что электронное возбуждение сопровождается переходом молекулы на более высокие колебательные и вращательные подуровни. Вклад в уширение полос вносит также неоднородность окружения молекул в растворе. Форма полос поглощения в некотором приближении определяется принципом Франка—Кондона. [c.14]

Форма полосы электронного поглощения с учетом колебательного уширения [c.282]

Спектры окрашенных соединений в растворе обычно характеризуются довольно широкими полосами поглощения. Уширение полос связано с сильным влиянием молекул растворителя на энергетические уровни электронов, ответственных за светопоглощение, и наложением колебательных переходов на электронный переход. Почти всегда очень широкие полосы наблюдаются в спектрах переноса заряда. Ионы лантаноидов имеют узкие полосы поглощения, так как их внутренние 4/-электроны, ответственные за светопоглощение, экранированы внешними 5s-, 5р-электронами. [c.62]

Поглощение в видимой и УФ-областях. Первое слагаемое в уравнении (24-1), как правило, больше двух других, и для переходов внешних электронов обычно требуется энергия видимого и УФ-излучений. В отличие от абсорбционных спектров атомов молекулярные спектры характеризуются полосами поглощения, охватывающими широкий интервал длин волн (см. кривые 2, 3, 4 рис. 24-1). В этом случае каждому электронному состоянию соответствует множество колебательных и вращательных энергетических состояний. При данном значении эл величина Е будет мало меняться с изменением кол и вр или обоих вместе. Вследствие этого спектр молекулы часто состоит из ряда близко расположенных полос поглощения, как, например, в случае паров бензола (кривая 2 рис. 24-1). Если используемый прибор не обладает высоким разрешением, отдельные полосы сливаются, в результате спектр получается в виде плавной кривой. Более того, отдельные полосы молекул в конденсированном состоянии или в присутствии молекул растворителя имеют тенденцию к уширению, в результате чего получается спектр, подобный двум верхним кривым рис. 24-1. [c.139]

Наиболее сложными являются электронные переходы в связи с наложением колебательных, а при определенных условиях и вращательных переходов. Наложение большого числа колебательных переходов обычно приводит к уширению полос электронных спектров, так как колебательная структура не всегда разрешается. Существуют и более глубокие причины, вызывающие увеличе-яие ширины полосы поглощения в электронных спектрах. [c.47]

Для молекулы, находящейся на высоком колебательном уровне в возбужденном электронном состоянии, есть две возможности или вернуться на более низкий энергетический уровень за счет излучения света, или же перейти в состояние, где уровни ее энергии окажутся в континууме и вследствие этого избыток энергии пойдет на разрыв химической связи, т. е. произойдет диссоциация. Таким образом, если переход от дискретной системы уровней к сплошной разрешен соответствующими правилами отбора, то начало предиссоциации должно выразиться не только в том, что исчезнет вращательная структура полос, но и в том, что произойдет уменьшение интенсивности флюоресценции. Последнее можно использовать для фиксирования предиссоциации. Во многих случаях этот метод установления предиссоциации оказывается более удобным, чем обнаружение уширения вращательных линий в полосе. Например, при облучении ЫНз светом, длина волны которого соответствует области предиссоциации, полностью исчезает флюоресценция аммиака и распад аммиака уже не зависит от давления. Эти факты совершенно однозначно указывают на то, что диссоциация аммиака происходит непосредственно после поглощения света, а не в результате дополнительного влияния столкновения молекул друг с другом. [c.64]

Молекулы красителей содержат по 40 60 атомов, их молекулярные веса равны М = 300 500. Поэтому бесструктурность полос поглощения и флуоресценции [46] объясняется тем, что с каждым электронным переходом связано множество колебательных и вращательных подуровней с различными частотами, которые при столкновениях с молекулами растворителя испытывают сильное однородное уширение. Электростатическое взаимодействие с полярными молекулами растворителей также увеличивает ширину подуровней. Распределение населённостей основного и возбуждённых состояний молекулы определяется распределением Больцмана. За секунду молекула красителя испытывает примерно 10 столкновений с окружающими её молекулами растворителя. Поэтому время релаксации населённостей возбуждённых колебательных и вращательных подуровней к равновесному состоянию составляет несколько пикосекунд (рис. 8.2.32). Следует отметить, что безызлучатель-ный переход в триплетное состояние не только уменьшает квантовый выход флуоресценции, но и является причиной деградации красителей, поскольку молекула в триплетном состоянии весьма химически активна и может [c.420]

Водородная связь будучи результатом локальных взаимодействий атомов группы А—Н, резко и очень своеобразно сказывается на колебаниях атома водорода (и соседних атомов), изменения которых проявляются в колебательных спектрах молекул — спектрах инфракрасного (ИК) поглощения и комбинационного рассеяния. Наряду с этим смещаются пики протонов АН-групп в спектрах протонного магнитного резонанса и может значительно меняться электронный (ультрафиолетовый) спектр поглощения Из указанных спектральных проявлений Н-связи шире всего используется наблюдаемое в ИК-спектре изменение полосы, обусловленной валентными колебаниями атома водорода уменьшение частоты этой полосы V (АН), ее уширение и резкое увеличение интенсивности. Последнее является наиболее значимым и самым чувствительным спектральным критерием существования водородной связи. Увеличение интенсивности дает возможность обнаруживать и отличать от ван-дер-ваальсовых сил (почти не влияющих на интенсивность ИК-спектра) самые слабые водородные связи, энтальпия образования которых не превышает 1—1,5 ккалЫоль. Тот же эффект может быть мерой энергии водородной связи для всевозможных водородных связей (О—Н В, N—Н В, С—Н В и др.) во всем интервале этих энергий 1—12 ккалЫоль соблюдается следующая зависимость [c.125]

Сходный механизм уширения спектра действует, как известно в примесных кристаллах, где фононные уровни энергии сгруппировались в квазиненрерывные зоны. Оптический спектр примесного центра кристалла состоит из узкой бесфононной линии (чисто электронный переход) и широкой фононной полосы, обусловленной вибронными переходами [72]. Чем сильнее электрон-фононная связь, тем шире и интенсивнее фононная полоса (и соответственно тем слабее выражена безфононная линия). Наблюдаемый колебательный спектр фрагмента ОНО по форме похож на электронный спектр примесного центра. Поскольку ни один из флуктуационных механизмов не может обеспечить появление наблюдаемой полосы ИК-поглощения, мы будем рассматривать гидратированный протон в воде как примесь в квазикристаллической среде, а сравнительно узкую полосу вблизи 1200 см — как бесфононную, обусловленную чисто протонными переходами, а широкое непрерывное поглощение — как фононное крыло, обязанное различным сочетаниям возбуждений фононов в сольватной комплексе [73]. Ниже будет показано, что такое поглощение может появиться, если в системе с большим числом колебательных степеней свободы велико как протон-фононное взаимодействие, так и фононная частота. [c.189]

Казалось бы, спектр поглощения разреженного пара должен быть хорошо разрешенным, так как он не усложнен действием межмолекулярных факторов, но спектры паров многоатомных соединений исследуются обычно при повышенных температурах (400—600 °К), когда молекулы обладают относительно большим запасом колебательно-вращательной энергии. С ростом же этого запаса происходит усиление внутримолекулярных взаимодействий . Ввиду близкого расположения (по энергии) вращательных уровней в каждом колебательном состоянии и из-за большого числа колебательных уровней даже небольшое уширение спектральных полос, возрастающее с ростом внутримолекулярного взаимодействия, приводит к их перекрыванию и, соответственно, размытию структуры спектра. В тех же случаях, когда удается наблюдать тонкоструктурные спектры поглощения паров ароматических соединенир - они оказываются довольно сложными вследствие большого числа переходов с различных колебательно-вращательных уровней основного электронного состояния на различные колебательно-вращательные уровни возбужденного состояния. [c.36]