Спектр электромагнитный, вращательный

При иоглощении энергии молекула может переходить на ближайший, допускаемый уравнением (1,8), вращательный квантовый уровень. Энергия вращения молекулы при этом увеличивается, а в спектре электромагнитных колебаний света, выходящего из вещества, будут отсутствовать кванты, поглощенные веществом [c.6]

Все молекулы имеют электронные спектры, так как переход от одной электронной структуры к другой всегда обусловлен взаимодействием с электромагнитным излучением. В электронных спектрах гомоядерных двухатомных молекул, не имеющих вращательных или колебательно-вращательных спектров, проявляются вращательная и колебательная структуры. [c.469]

Появление полос поглощения в спектре электромагнитного излучения обусловлено взаимодействием электрического вектора падающего излучения с осциллирующим дипольным моментом молекулы. Полосы поглощения в инфракрасной области спектра обусловлены вращательными и колебательными переходами в молекуле. Интенсивность поглощения тем больше, чем больше изменение дипольного момента при колебании. Величина интегральной интенсивности полосы поглощения в инфракрасном спектре выражается формулой [c.465]

Рис. 7-1. Области электромагнитного спектра, соответствующие вращательному, колебательному и электронному спектрам.

Вращательные спектры полярных молекул газов лежат в дальней инфракрасной и микроволновой областях электромагнитного спектра. Изучение вращательных спектров, которое позволяет [c.292]

Вращательные спектры полярных молекул газов лежат в дальней инфракрасной и микроволновой областях электромагнитного спектра Изучение вращательных спектров, которое позволяет оценить разность энергий между вращательными энергетическими уровнями, приводит к определению момента инерции молекулы. Последний может быть использован для весьма точного вычисления длин связей и углов между ними, если учесть подобные данные об изотопных молекулах, у которых, как следует ожидать, та же самые длины связей и углы между связями. Точность метода обусловлена высокой разрешающей способностью, достижимой в микроволновой области, где можно разделить линии, отличающиеся всего на 4-10" см . [c.189]

Согласно классической электродинамике, заряженная частица, движущаяся с ускорением, является источником электромагнитного излучения. Каждую молекулу можно рассматривать как систему заряженных частиц — ядер и электронов, причем ядра совершают колебания около устойчивых положений равновесия. Если молекула находится в поле электромагнитного излучения, частота которого совпадает с одной из ее собственных колебательных частот v , то при известных условиях происходит резонансное поглощение энергии поля. Колебание v . активно в ИК-спектре, если оно сопряжено с периодическим изменением дипольного момента молекулы. При наличии постоянного дипольного момента молекула может поглощать энергию поля, переходя во вращательное состояние или в состояние вращательных колебаний (либраций). Область частот молекулярных колебаний и вращений лежит в инфракрасной части спектра электромагнитных волн. [c.10]

Вращательные спектры полярных молекул газов лежат в дальней инфракрасной и микроволновой областях электромагнитного спектра Изучение вращательных спектров, которое позволяет оценить разность энергий между вращательными энергетическими [c.189]

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]

На рис. 13-32 показана обобщенная диаграмма энергетических уровней произвольной молекулы. На ней изображены два электронных уровня, Еу и 2, а также относящиеся к ним колебательные и вращательные уровни. Обычно расстояния между электронными энергетическими уровнями намного превышают расстояние между колебательными уровнями, которые в свою очередь намного больше расстояний между вращательными уровнями. Электронные переходы молекулы (т. е. переходы с одного электронного уровня на другой) соответствуют поглощению или испусканию электромагнитного излучения в видимой и ультрафиолетовой частях спектра колебательные переходы соответствуют поглощению или испусканию излучения в ближней инфракрасной и инфракрасной областях спектра, вращательные переходы отвечают поглощению или испусканию излучения в дальней инфракрасной и более длинноволновых, вплоть до микроволновой, областях электромагнитного спектра. [c.585]

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]

В уравнениях (IV. П) и (IV. 12) второй член зависит только от вращательного квантового числа /. Первый член зависит от квадрата кван тового числа к, определяющего проекцию момента количества движения на главную ось симметрии, проходящую через центр тяжести молекулы. Каждый энергетический уровень 2(2 + 1) раз вырожден, за исключением нулевого уровня, где й = О и вырождение 2/ + 1. При поглощении квантов электромагнитного излучения во вращательном спектре наблюдают переходы молекул Д/ = + 1, Дй = 0. [c.29]

На рис. 8 показаны энергетические уровни, переходы молекул при поглощении квантов электромагнитного излучения и вид спектра поглощения двухатомных молекул. Уравнения (V. 17) и (V. 18) выведены с учетом того, что вращательная постоянная В зависит от энергии колебательного движения. Вращательная постоянная В уменьшается с ростом энергии колебательного движения, что выражается уравнением [c.36]

В отличие от ИК-спектров, в которых проявляются колебания, связанные с изменением дипольных моментов молекул, в спектрах КР активны те колебания, которые сопровождаются изменением поляризуемости молекулы в поле электромагнитного светового излучения. Это приводит к тому, что оба метода дополняют друг друга в определении частот колебаний в молекулах. Из спектров. КР газообразных веществ можно получить также информацию относительно вращательного движения молекул. Комбинационное рассеяние света, так же как и ИК-спектроскопия, является эффективным методом исследования строения молекул и их взаимодействия с окружающей средой. Спектры КР специфичны для каждого соединения и могут служить как для его идентификации, так и для обнаружения в смеси с другими веществами. [c.222]

Поэтому поглощенная молекулой лучистая энергия может вызвать или переход электрона с одного энергетического уровня па другой, энергия которого выше, или привести к колебанию и вращению атомов в молекуле. Другими словами, поглощенная молекулой энергия (в виде излучения), вызывая изменение этих энергетических состояний, приводит к возникновению электронных, колебательных или вращательных спектров. Таким образом-, спектр — это количественное распределение электромагнитного излучения по длинам волн или частотам колебания, а значит, и по энергиям. [c.124]

Основные законы поглощения света. Для оптических спектров (электронных, колебательных и вращательных) соблюдаются общие законы поглощения электромагнитного излучения. Они определяют связь между величиной поглощения и количеством поглощающего вещества. [c.124]

Спектры поглощения в ИК-области связаны с колебательными (колебательно-вращательными) уровнями атомов в молекуле. ИК-Область в общем электромагнитном спектре занимает диапазон 10000—400 см . ИК-Излучение при взаимодействии с молекулой вызывает изменение вращательных и колебательных состояний. По положению в спектре максимумов поглощения (минимумов пропускания) можно установить, какие химические связи имеются в веществе (табл. 171). [c.275]

Инфракрасные спектры возникают в результате взаимодействия вещества с электромагнитными колебаниями определенной частоты. Инфракрасное излучение сообщает молекуле, находящейся в основном электронном состоянии, энергию, необходимую для переходов между вращательными и колебательными уровнями энергии. Характеристические полосы поглощения (или отражения) в инфракрасных (ИК) спектрах связаны с энергетическими переходами [c.157]

Можно выделить две основные группы спектроскопических методов исследования молекул. К первой группе относятся методы, включающие различные способы получения отдельных участков ультрафиолетового (УФ), видимого и инфракрасного (ИК) спектров поглощения молекул вещества. К ней примыкает также метод комбинационного рассеивания света (КРС). Методы этой группы классифицируются либо по принадлежности исследуемого излучения к различным участкам шкалы электромагнитных волн (УФ-видимые, ИК-спектры), либо по характеру соответствующих движений и состояния молекул (электронные, колебательные и вращательные спектры). [c.50]

Инфракрасная спектроскопия (ИКС) -- это раздел молекулярной оптической спектроскопии, изучающей спектры поглощения электромагнитных волн в ИК-области (г = 50ч-5000 см ). ИК-спектры возникают в результате переходов между колебательными и вращательными уровнями основного электронного состояния молекулы. [c.243]

Спектроскопия комбинационного рассеяния (КР), так же как ИК Спектроскопия, имеет дело с колебательными и вращательными переходами. Однако природа возникновения спектров КР иная. Данные спектроскопии КР часто дополняют информацию, полученную при изучении ИК-спектров, что расширяет сведения о строении химических соединений. Исходя из классических представлений рассеяние света возникает вследствие колебаний молекулярного диполя, индуцированного переменным электрическим полем падающей на вещество электромагнитной волны. Правилами отбора предусматривается, что колебание активно в спектре КР, если оно сопровождается изменением поляризуемости молекулы, тогда как условием возникновения ИК-спектра поглощения является изменение собственного дипольного момента при колебании молекулы. [c.170]

Каждое вещество характеризуется набором различных состояний образующих его частиц — электронных, колебательных, вращательных и др. Поэтому любое вещество способно поглощать или излучать электромагнитное излучение. Однако набор поглощаемых и испускаемых частот определяется природой вещества. Этот набор называют соответственно спектром поглощения или спектром испускания вещества. [c.147]

Инфракрасная (ИК-) спектроскопия — это один из методов оптической спектроскопии. С помощью ИК-спектроскопии определяют строение молекул и вещества в целом, так как в инфракрасной области расположено большинство колебательных и вращательных спектров молекул. Инфракрасная область — это длинноволновая часть спектра с длинами волн от 0,75 до 300 мкм причем часть спектра в интервале длин от 0,75 до 2,5 мкм называют ближней, от 2,5 до 15 мкм — средней и от 15 до 300 мкм — далекой областью. Этому делению соответствуют ИК-спектрометры, определенные оптические материалы, из которых готовят призмы, источники и приемники электромагнитного излучения. [c.185]

Инфракрасные спектры молекул — результат энергетических переходов между различными колебательными, вращательными и реже электронными уровнями под действием электромагнитного излучения. Эти переходы значительно различаются по энергиям примерно от 0,4 до 140 кДж/моль. Соответственно различают ближнюю ИК-область в диапазоне примерно от 0,8 до 2,5 мкм (12 500—4000 см- ), в которой наблюдаются электронные и колебательные переходы основную или среднюю ИК-область от 2,5 до 16 мкм (4000—625 см ), связанную в основном с колебаниями молекул, и дальнюю, или длинноволновую, ИК-область от 16 до 200 мкм (625—50 см ), в которой наблюдаются вращательные переходы, колебания в тяжелых молекулах, в ионных и молекулярных кристаллах, некоторые электронные переходы в твердых телах, крутильные и скелетно-деформационные колебания в сложных молекулах, например в биополимерах. В настоящее время наибольшее развитие получила спектроскопия в средней ИК-области, в которой работает большинство серийных приборов. [c.199]

Наиболее простые системы с химической связью — двухатомные молекулы газов (N2, Н2, О2), состав которых установил еще Авогадро. Ион Н2+, содержащий два протона и электрон, — вот самая простая система из трех частиц с одной химической связью. Для того чтобы понять, что же такое химическая связь в самом простом ее проявлении, выясним причины устойчивости этих простых молекул. Однако прежде всего познакомимся с экспериментальными данными об энергетических уровнях молекул. Они значительно более разнообразны, чем в атомах, так как в молекулах наряду с электронными энергетическими переходами происходят также изменения колебательной и вращательной энергии. Поскольку все эти изменения энергии накла-дыЕ аются друг на друга, молекулярные спектры по большей части имеют очень сложное строение. Можно различать три ти-Таблица А.6. Характеристика спектров электромагнитного излучения [c.60]

В зависи.мости от того какие лучи электромагнитного спектра пропускать через вещество, могут возбуждаться либо вращательные, либо колебательные движения, либо электронные переходы, либо все виды движений одновременно. Возбуждение того или иного движения в молекуле происходит тогда, когда его частота совладает с частотой электромагнитного колебания (резонанс). Наибольшей энергией обладают рентгеновские лучи (Я = 0,01 — 10А), еатем ультрафиолетовые лучи (10ч-4000.4), затем видимый свет (4000.А.8000А), затем инфракрасные лучи (0,8—300 р), затем микроволны 0,03—100 см и далее радиоволны. Энергия радиоволн слишком мала, чтобы возбуждать колебания молекул органических веществ. Микроволны и длинные инфракрасные волны могут возбуждать только вращательные движения в молекулах. Если частоты колебания этих волн совпадают с собственной частотой вращения отдельных частей молекулы, то происходит резонансное поглощение энергии инфракрасного облучения этой частоты, что отразится в спектре поглощения. Такого рода спектры применяются для тонкого структурного анализа органических веществ. Инфракрасные спектры органических соединений обычно изучают в пределах длтш волн 1 25 х, при этом линии поглощения Б спектре появляются за счет вращательного п колебательного движения в молекулах исследуемого вещества. Каждой функциональной группе и группе атомов в молекуле исследуемого соединения в спектре соответствует одна или несколько линий с опре-денной длиной волны. С помощью инфракрасных спектров можнс проводить идентификацию чистых углеводородов, анализировать качественно и количественно смеси нескольких компонентов вплотг-до обнаружения таких близких структур как цис- и транс-изомеры. На рис. 16 приведен г /с-спектр толуола. [c.32]

ИК-спектры отражают положение колебательных и вращательных энергетических подуровней в молекулах. В то же время молекулы могут изменять свою электронную конфигурацию вследствие поглощения более высокочастотного электромагнитного излучения. Обычно полосы, соответствующие электронным переходам в молекулах, проявляются в видимой и ультрафиолетовой частях спектра. ИК-спектроскопня — один из папболее универсальных методов анализа моторных масел [98]. [c.55]

Для исследования органических соединений используются различные области электромагнитного спектра. Излучение, соответствующее ультрафиолетовой и видимой областям спектра (1000—8000 А), вызывает переходы внешних, валентных, электронов на более высокие энергетические уровни, а также изменение колебательной и вращательной энергии молекул. Поэтому ультрафиолетовые и видимые спектры молекул состоят из широких полос поглощения. Положение полос поглощения, их форма и интенсивность определяются строением молекулы (наличие кратных связей, функциональных групп). В ряде случаев УФ и видимые спектры бырают настолько характерны, что могут служить для идентификации соединений. Многие полосы поглощения в УФ и видимых спектрах имеют очень высокую интенсивность, что позволяет работать с очень малыми количествами веществ. Количественная зависимость между интенсивностью поглощения и концентрацией веществ позволяет применять УФ и видимые спектры в количественном анализе. [c.228]

Колебательно-вращательный спектр называют также ин -фракрасным спектром. Такие спектры очень разнообразны, особенно в случае свободных молекул (в газах при уменьшенном давлении). Разрешающая способность обычного спектрального прибора слишком мала для разделения индивидуальных линий, вызванных вращательными Переходами. При повышении давления или при конденсировании фаз эти линии исчезают, так как продолжительность существования отдельного вращательного состояния настолько сильно изменяется. при соударениях молекул, что наблюдается уширение и перекрывание линий. Спектры в ближней инфракрасной области 1(Л от 1000 до 50 000 нм) обусловлены колебаниями атомов. При этом, различают колебания вдоль валентных связей атомов (валентные) и колебания с изменением валентных углов (деформационные). Колебания возникают, если поглощение электромагнитного излучения связано с изменением направления и величины дипольного момента молекул. Поэтому молекулы, состоящие, например, из двух атомов, не могут давать инфракрасные спектры. Симметричные валентные колебания молекул СОг также нельзя возбудить абсорбцией света. Отдельные группы атомов в молекулах больших размеров дают специфические полосы поглощения, которые практически не зависят от строения остальной части молекулы. Этот факт используЮ Т для идентификац,ии таких групп. В симметричных молекулах колебания одинаковых групп энергетически равноценны и поэтому вызывают появление одной полосы поглощения. По такому упрощению ИК-спектра можно сделать вывод [c.353]

К инфракрасной области относят диапазон электромагнитных волн от 10 до 10 см"1 (см. рис. 78). Поглощение молекулс й энергии в этом диапазоне (0,05—0,5 эВ) вызывает изменение колебательных состояний атомов, входящих в состав молекулы, и вращательных состояний молекул. На спектрограмме это проявляется в виде набора полос, положение которых может быть охарактеризовано значениями волновых чисел, длин волн или частот. При графическом изображении ИК-спектров чаще всего пользуются волновыми числами (см 1). [c.275]

Спектроскопические методы структурного анализа связаны с поглощением молекулами лучистой энергии. Обычно считают, что молекулы могут поглощать энергию в четырех областях электромагнитного спектра (рис. 6-1), в результате чего появляются так называемые вращатвльны , колебательно-вращательные, колебательные и электронные спектры. Для возбуждения электронов обычно требуется энергия порядка 1,5—8,0 эв, т. е. энергия, которая обусловливает излучение в видимой области или в близкой ультрафиолетовой области спектра, т. е. в границах длин волн от 1500 до 8000 А. Электронный спектр позволяет получить дан-пые о строении как основного, так и возбужденного состояний мо- [c.194]

Спектр поглощения должен содержать набор тех же линий, что представлены в спектре испускания. В случае молекул спектр получается более сложным. Это связано с тем, что как энергия основного состояния молекулы, поглощающего электромагнитное излучение, так и энергия электронно-возбужденных состояний, образующихся в результате поглощения излучения, не являются столь однозначно определенными величинами, как для атомов. Они характеризуются набором возможных значений энергии колебаний и вращения молекулы. Поэтому вместо одной линии в спектре поглощения молекулы каждод1у электронному переходу соответствует множество линий, отвечающих различным многочисленным вариантам сопутствующих переходов между колебательными и вращательными состояниями молекулы. Практически за исключением спектров поглощения простейших многоатомных частиц, находящихся в газовой фазе (когда отсутствуют дополнительные возмущения, вносимые нековалентными взаимодействия-I I I II I м [ I I I I I ми), все линии, соответствующие одному [c.152]

Так как все три перечисленных выше эффекта налагаются друг на друга, молжу-лярные спектры, в отличие от атомных, состоят не из отдельных линий, а из ряда полос ( полосатые спектры ). Область электромагнитных волн, в которой расположена данная система полос, определяется характером электронного перехода, распределение отдельных полос внутри системы — изменениями колебательной энергии, а тоакаЯ линейчатая структура полос — изменениями вращательной энергии. [c.99]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология