Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Центробежное растяжение

    Будем исходить из самой простой модели двухатомной вращающейся молекулы — жесткого ротатора. Ядра заменим материальными точками с массами гпх и mi, закрепленными на концах невесомого жесткого стержня расстояние г между ними при вращении не изменяется. Таким образом пренебрегаем центробежным растяжением и колебаниями ядер. Модель молекулы приведена на рис. 69. Ось вращения Q проходит через центр тяжести молекулы на расстоянии и от ядер 1 и 2. Через центр тяжести молекулы [c.151]


    Уравнение для частоты перехода в спектрах линейных молекул при Д/ = = 2 с учетом центробежного растяжения /) (Оо<Вя) [c.271]

    Для электронных уровней атомов картина была совсем иной с увеличением главного квантового числа разность энергий между соседними уравнениями быстро уменьшалась. Дело в том, что при вращении молекулы ее размеры остаются практически постоянными, тогда как в атоме увеличение квантового числа п соответствует быстрому росту расстояния между ядром и электроном и уменьшению энергии взаимодействия. В молекулах только при больших значениях становится заметным центробежное растяжение. [c.288]

    Подставляя (/) из уравнения (24) (пренебрегая при этом малым членом, учитывающим центробежное растяжение) и комбинируя колебательный и вращательный вклады, получаем (опуская нижние индексы у у Б и Б") [c.61]

    При переходе от изогнутой к линейной конфигурации вращательная постоянная увеличивается не линейно с ростом V, а значительно быстрее. То же самое относится и к постоянной центробежного растяжения Л/с, которая может принимать весьма большие значения. Из рис. 89 можно видеть, как это впервые было отмечено Диксоном [32, что расстояния между соседними колебательными уровнями, постепенно уменьшаясь ниже барьера, достигают минимальных значений вблизи вершины барьера, а затем увеличиваются. [c.154]

    VI, У2, vз,..., 3,..,, — постоянная центробежного растяжения в этом состоянии,/—кван- [c.63]

    К молекулам типа асимметричного волчка относятся молекулы, не имеющие осей симметрии выше второго порядка Уровни вращательной энергии молекул типа асимметричного волчка без учета центробежного растяжения и взаимодействия вращения и колебания (т. е. жесткого волчка) описываются уравнением [c.64]

    В заключение параграфа следует указать, что при расчетах в приближении модели гармонический осциллятор — жесткий ротатор для высоких температур (в общем выше 1000° К) мультиплетность вращательных уровней может учитываться введением статистических весов, приведенных в табл. 7, поскольку погрешности, обусловленные пренебрежением ангармоничностью колебаний, существенно выше. Однако при расчетах для температур порядка 500° К и ниже, когда ангармоничность колебаний, центробежное растяжение, а также взаимодействие колебания и вращения молекул практически не влияют на термодинамические функции двухатомных газов, учет расщепления уровней при помощи статистических весов приводит к большим ошибкам, особенно в значениях (см. табл. 8). Поэтому, если известны или могут быть оценены постоянные расщепления, при низких температурах расчеты в приближении жесткий ротатор — гармонический осциллятор следует проводить с учетом расщепления уровней вращательной энергии в мультиплетных электронных состояниях. Соответствующие вычисления могут быть выполнены по соотношениям (II.85)— (II. 112), принимая в них [c.102]


    На основании работы Гордона [1803] можно также получить формулы для расчета колебательно-вращательных составляющих термодинамических функций газов, молекулы которых линейны и, следовательно, имеют вырожденные колебания (без учета центробежного растяжения)  [c.116]

    Учет центробежного растяжения. В изложенных выше приближенных методах расчета колебательно-вращательных составляющих термодинамических функций многоатомных газов предполагалось, что центробежное растяжение молекул при вращении отсутствует. Влияние этого эффекта на энергию вращательных состояний многоатомных молекул изучено недостаточно полно. [c.120]

    Подставляя (11.224) и (11.225) в уравнения (11.222) и (П.223) и разлагая выражение 1п (1 + + 9< Г ) в степенной ряд, можно получить более простые формулы для учета центробежного растяжения в случае линейных молекул или молекул типа сферического волчка  [c.121]

    Для симметричных волчков Юнгман [474] показал, что постоянные р и могут быть выражены через постоянные центробежного растяжения DJ, и Од-  [c.121]

    Погрешности, обусловленные неточностью постоянной взаимодействия 01 и постоянной центробежного растяжения Оо, оценивались по формуле [c.132]

    Термодинамические функции подавляюш,его большинства многоатомных газов из-за отсутствия данных о постоянных ангармоничности, взаимодействия колебания и вращения и постоянных центробежного растяжения были вычислены в приближении модели жесткий ротатор — гармонический осциллятор. [c.133]

    Погрешности термодинамических функций многоатомных газов, обусловленные использованием приближения модели жесткий ротатор—гармонический осциллятор, не могут быть оценены достаточно точно, поскольку обоснованная оценка постоянных, учитывающих отклонения молекул газов от этой модели, невозможна. Сравнение расчетов термодинамических функций некоторых газов в приближении модели жесткий ротатор — гармонический осциллятор с более точными расчетами, в которых учитывались ангармоничность колебаний, взаимодействие вращения и колебания и центробежное растяжение, показали, что поправки на три последних эффекта не превышают 10% от величины Ф В связи с этим в настоящем Справочнике при оценке точности термодинамических функций многоатомных газов, вычисленных в приближении модели жесткий ротатор—гармонический осциллятор, принималось, что погрешности в значениях Ф из-за пренебрежения ангармоничностью колебаний и т. п. составляют 10% от величины Ф при данной температуре. [c.133]

    Молекула озона, по-видимому, имеет электронные состояния с низкими энергиями возбуждения (см. стр.174). Отсутствие данных, необходимых для учета этих состояний, а также для учета ангармоничности колебаний, взаимодействия вращения и колебаний и центробежного растяжения молекулы Оз, приводит к большим погрешностям в вычисленных значениях термодинамических функций озона. Погрешности значений Ф дд и Ф составляют около 0,03 и 0,7 кал/моль-град соответственно. Расчеты термодинамических функций озона, выполненные до 1950 г., основаны на неверных значениях частот колебаний и моментов инерции. После уточнения значений молекулярных постоянных термодинамические функции озона вычислялись в Бюро стандартов США [3680] (до 1500°К) и Кливлендом и Клейном [1129, 2430] (до 1000° К). Результаты указанных расчетов согласуются со значениями функций, приведенными в табл. 6 (II), в пределах 4 0,02 кал/моль-град. [c.178]

    В работах Мекке и его сотрудников [2831, 690, 1605] на основании квантово-механической теории жесткого асимметричного волчка были определены эффективные значения вращательных постоянных Н2О для 20 колебательных состояний. Впоследствии Дарлинг и Деннисон [1263] по экспериментальным данным Мекке и его сотрудников вычислили значения эффективных моментов инерции с учетом поправки на центробежное растяжение. Результаты вычислений Дарлинга и Деннисона [1263], дополненные соответствующими результатами Нильсена [3082, 3083] для других колебательных состояний, были использованы Герцбергом [152] для вычисления постоянных колебательно-вращательного взаимодействия, равновесных значений вращательных постоянных и структурных параметров молекулы воды. [c.200]

    Хачкурузовым [444] были вновь вычислены эффективные значения вращательных постоянных Н2О для тех колебательных состояний, для которых известны экспериментальные значения уровней вращательной энергии с более строгим и точным учетом поправок на центробежное растяжение, чем это делалось ранее. На основании результатов этих расчетов и с учетом всех ранее полученных значений эффективных вращательных постоянных Н2О в работе [444] были вычислены значения колебательно-вращательных постоянных, приведенные в табл. 33 и принимаемые в настоящем Справочнике. Эти величины совместно с приведенными в табл. 33 значениями вращательных постоянных для основного колебательного состояния определяют эффективные значения вращательных постоянных НаО для 34 колебательных состояний в пределах погрешности их экспериментального определения. [c.200]


    Либби [2607] вычислил значения для температур от 298,15 до 773,15° К с учетом ангармоничности колебаний и колебательно-вращательного взаимодействия и на основании значений молекулярных постоянных НгО, приведенных в монографии Герцберга [152]. Эти же значения молекулярных постоянных НгО были приняты в первом издании Справочника, в котором термодинамические функции НгО были вычислены для емператур от 293,15 до 6000° К по методу Гордона [1800] и с учетом центробежного растяжения молекул по методу Вильсона [4287] (принималось рх= 2,33 -10 град -, согласно [3847]). [c.222]

    В действительности молекулы не абсолютно жесткие, так как для этого силовые постоянные должны быть бесконечно большими. Однако поправки на центробежное растяжение, нознпкающее при увеличении вращательного квантового числа, малы, и при рассмотрении Шлекул углеводородов ими обычно пренебрегают. [c.306]

    Несферические потенциалы обычно связываются с двухатомными или многоатомными молекулами, для которых можно ожидать квантовую поправку на нулевые колебания, ангармоничность колебаний и центробежное растяжение. Фиксированные нулевые колебания оказываются постоянной поправкой и поэтому входят в эффективный потенциал. Это можно заметить по разности эффективных потенциалов для изотопоё, например Нг и В2. Этот эффект впервые был рассмотрен Беллом [67] и позже де Буром [68]. Де Бур, рассчитав влияние нулевой энергии на поля отталкивания На и 02, обнаружил только небольшое влияние на вторые вириальные коэффициенты. Он показал также, что центробежное растяжение влияет на Н2 и Оа аналогичным образом и не проявляется как различие между Нг и О2. С другой стороны, эта поправка проявляется как различие между орто- и пара-модификациями Нг и О2, так как они занимают [c.62]

    Остановимся теперь па выражениях для уровней вращательной энергии, более строгих, чем формула (VII.22), относящаяся к жесткому ротатору. Надо принять во вппмаиие, что расстояние между ядрами в молекуле не постоянно оно изменяется при вращении молекулы (эффект центробежного растяжения) и при колебаниях ядер. Поэтому момент инерции следует считать зависящим от вращательного и колебательного состояний молекулы. [c.218]

    Если учесть, что молекула представляет собой нежесткий ротатор (т. е. при Брап ении испытывает центробежное растяжение) и ее момент инерции зависит от вращательного К1 антового числа /, то для уровней энергии вращения получим выражение [c.218]

    Этот полином получен на основании данных для приведенных изобарно-изотермических потенциалов N02, N0 и О2, рассчитанных Гурвичем и Ртищевой [25] с учетом ангармоничности колебаний и центробежного растяжения молекул при вращении. Значение теплового эффекта при температуре 7 = 0 °К было принято равным 25,626 кал,1моль [29]. [c.18]

    Иногда вывод о происхождении данной колебательной полосы можно сделать, рассматривая колебательно-вращательный контур (стр. 219). Взаимодействия между колебательными и вращательными энергетическими уровнями, вызываемые центробежным растяжением и корио-лисовым взаимодействием (особенно в случае вырожденных колебаний), могут искажать контур полос. [c.144]

    В разделах, озаглавленных Молекулярные постоянные , дано обоснование выбора молекулярных постоянных соединений элементов, рассматриваемых в данной главе, а также энергетических уровней атомов этих элементов. Принятые значения постоянных сведены в специальные таблицы. В таблицах Уровни энергии атома (иона)... приводятся энергии возбуждения и статистические веса электронных уровней, учитывающихся при расчете термодинамических функций соответствующего одноатомного газа. В таблицах Принятые значения молекулярных постоянных... для двухатомных молекул приводятся значения частот колебания сос, постоянных ангармоничности а Хе, ч>еУе вращательных постоянных Ве, постоянных вззимодействия и аг, постоянных центробежного растяжения Ое, равновесных межатомных расстояний Ге и других постоянных для всех электронных состояний молекул данного газа, которые учитываются в последующих расчетах его термодинамических функций, а также энергии возбуждения этих состояний. [c.21]

    Квантово-механическая теория нежестких асимметричных волчков была развита в работе Познера и Страндберга [3311]. Результаты этой работы могут быть использованы для вычисления поправок на центробежное растяжение в значениях Р (/) для уровней вращательной энергии асимметричных волчков, если на основании анализа вращательной структуры полос найдены значения соответствующих постоянных. Наиболее значительно влияние центробежного растяжения на уровни вращательной энергии молекул гидридов. Для таких молекул поправки, вычисленные теоретически, оказываются в удовлетворительном согласии с результатами экспериментальных измерений лишь для уровней с малыми значениями В работе Хачкурузова [444а] был предложен графический метод определения поправок на центробежное растяжение для высших уровней вращательной энергии молекул типа асимметричного волчка, трудно доступных для экспериментального изучения. [c.65]

    Приближение модели жесткий ротатор — гармонический осциллятор. Все рассмотренные выше методы расчета термодинамических функций двухатомных газов предполагают, что колебательные и вращательные уровни молекул газа изучены достаточно полно и что известны уравнения, удовлетворительно аппроксимирующие энергии этих уровней в широком интервале значений квантовых чисел у и Последнее возможно только при условии, что в выражениях для Оо(у) и Fa J) известны или могут быть оценены по крайней мере одна постоянная ангармоничности (соеЛГе), постоянная центробежного растяжения Ве и постоянная колебательно-вращательного взаимодействия ах. Только при выполнении этих условий для расчетов термодинамических функций могут быть применены методы Гордона и Барнес, Майера и Гепперт-Майер и другие. Однако для многих газов сведения о постоянных ШеХе, Ое и т. д. отсутствуют, В рядб случаев для молекул газа известны только приближенно значения частот колебаний и вращательных постоянных. В этих случаях рассмотренные выше методы становятся неприменимы, однако расчеты термодинамических функций газов могут быть выполнены более простым методом, который основан на предположении, что молекулы газа удовлетворяют модели жесткого ротатора — гармонического осциллятора. [c.93]

    Впервые метод учета центробежного растяжения для многоатомных газов в общем виде был разработан Вильсоном [4287], который предложил для статистической суммы по состояниям нежесткой молекулы выражение вида [c.120]

    Для молекул типа асимметричного волчка постоянные центробежного растяжения неизвестны. Вильсон [4287] предложил метод вычисления постоянной рг в уравнении (П.220) через значения основных частот колебаний и моментов инерции молекулы. Хачкурузов и Милевская [448] развили и обобщили метод Вильсона и вывели аналогичные соотношения для расчета постоянной р2. Поскольку эти соотношения имеют очень громоздкий вид, они не приводятся в настоящем Справочнике и могут быть найдены в работах [4287, 448, 449]. [c.121]

    Значения вращательных постоянных, постоянных колебательно-вращательного взаимодействия и центробежного растяжения, а также структурные параметры молекулы HDO были вычислены Бенедиктом, Гайларом и Плайлером [727] на основании анализа вращательной структуры полос HDO и результатов исследований микроволновых спектров этого соединения (см. ниже). Найденные в работе [727] значения вращательных постоянных HDO для основного колебательного состояния и значения постоянных колебательно-вращательного взаимодействия приняты в настоящем Справочнике и приведены в табл. 35. Погрешность значения Лооо в работе [727] оценивается в +0,01 лГ —в +0,003 см . Такого же порядка и погрешности принятых значений постоянных колебательно-вращательного взаимодействия. [c.203]

    Чисто вращательный спектр HDO в значительной части расположен в микроволновой области. В инфракрасной области ряд линий чисто вращательного спектра HDO наблюдали Фюзон, Рандалл и Деннисон [1636]. По микроволновым спектрам в работах [4008, 3883, 3881, 2684, 699, 4196, 2222, 716, 1822, 3311, 1494] с высокой точностью были измерены частоты 18 вращательных переходов в основном колебательном состоянии молекулы HDO Результаты этих измерений Познер и Страндберг [3311] пытались использовать для нахождения значений вращательных постоянных и постоянных центробежного растяжения молекулы HDO. Свои вычисления авторы работы [3311] основывали на использовании формул второго приближения квантово-механической теории возмущений для уровней вращательной энергии многоатомных молекул. Однако для нахождения вращательных постоянных и постоянных центробежного растяжения молекулы HDO по частотам вращательных переходов в микроволновом спектре требуются более точные теоретические основания для численных расчетов, чем те, которые были приняты Познером и Страндбер-гом [3311]. [c.203]

    В работах, посвященных изучению микроволнового спектра ОН (см., например, [1391— 1393] и др.), исследовалась главным образом сверхтонкая структура линий вращательных переходов. Следует отметить, что Дусманис, Сандерс и Таунс [1393] нашли для 0 H величину А/В = —7,444 +0,017, тогда как на основании анализа вращательной структуры полос системы — Х П получено значение А/В = — 7,404. Это различие обусловлено тем обстоятельством, что при анализе вращательной структуры ультрафиолетовых полос ОН было получено эффективное значение этого отношения, включающее учет влияния центробежного растяжения молекулы. [c.214]

    А/мм. Это же значение постоянной Л было получено Састри [3586] при анализе тонкой структуры полосы 3—0. Исследование сверхтонкой структуры чисто вращательных переходов 00 по микроволновому спектру, выполненное Дусмаписом, Сандерсом и Таунсом [1393], показало, что значение Л = —139,6 см , определенное на основании анализа тонкой структуры полос системы Л 2 — Х П/, является эффективным значением этой постоянной, учитывающим влияние центробежного растяжения молекулы. Собственное значение постоянной Л для ОО, согласно исследованиям [1393], равно—137,7 см В настоящем Справочнике для Х Пгсостояпия ОО принимается эффективное значение постоянной Л, найденное в работах [2189, 3586]. [c.216]

    Гордон вычислил [1800, 1801] термодинамические функции НзО с учетом ангармоничности колебаний и колебательно-вращательного взаимодействия молекул в интервале температур 298,1—3000° К на основании развитого им метода вычислений термодинамических функций многоатомных газов (см. стр. 115). В расчетах были использованы молекулярные постоянные НзО, найденные Фрейденбергом и Мекке [1605] Методическими недостатками расчетов Гордона являются отсутствие в них учета центробежного растяжения молекул и использование приближенного выражения для статистической суммы по уровням вращательной энергии. Вычисленные Гордоном [1800, 1801] значения термодинамических функций НзО приведены в справочниках Юсти [2312] и Чернобаева и Животовско-го [455]. [c.221]

    В дальнейшем в значения термодинамических функций НзО, вычисленные Гордоном 11800, 1801], была внесена поправка на центробежное растяжение молекул по методу, предложенному Вильсоном [4287] (см. стр. 120). Впервые это было сделано самим Гордоном [1810] для теплоемкости НзО на основании значения pi = 2,04 -Ю" град , вычисленного Вильсоном [4287]. В работе Уагмана и др. [4122] в значения термодинамических функций НзО, вычисленные Гордоном [1800, 1801], были внесены поправки, учитывающие изменение значений физических постоянных, и поправки на центробежное растяжение молекул, вычисленные по методу Вильсона [4287]. Полученные в работе [4122] значения термодинамических функций НзО в дальнейшем были экстраполированы до 4000° К [2681], 5000° К [3680] и 6000° К [2142], а также использовались для составления теплотехнических таблиц термодинамических свойств водяного пара [137]. В справочниках [3426, 3507] для НзО приводят те же значения термодинамических функций, что и в справочнике Бюро стандартов [c.221]

    Фиккетт и Кауан [1555, 1556] вычислили термодинамические функции НгО от 300 дО 12 000° К в приближении модели гармонический осциллятор — жесткий ротатор с весьма грубым учетом ангармоничности колебаний, взаимодействия колебаний и вращений, центробежного растяжения и возбужденных электронных состояний молекул НгО. Поправки на ангармоничность колебаний, взаимодействие колебаний и вращений и центробежного-растяжения молекул НаО в работах [1555, 1556] находились графической экстраполяцией разностей между значениями термодинамических функций Н2О, приведенными в справочнике [3680] для Т<5000° К и вычисленными в приближении модели гармонический осциллятор — жесткий ротатор. В расчетах [1555, 1556] была предпринята также весьма несовершенная попытка учесть возбужденные электронные состояния НгО. [c.222]

    В ряде исследований были выполнены калориметрические измерения теплоемкости водяного пара. Кисом [2386] было проведено сравнение результатов измерений теплоемкости Н2О, полученных при температурах от 273,15 до 773,15° К и давлениях <5 а/лл, с результатами вычислений Гордона [1800], дополненных учетом центробежного растяжения молекул по методу Вильсона [4287]. Мак Каллохом и др. [2699] была измерена (с погрешностью, не превышающей 0,2%) теплоемкость водяных паров в интервале давлений 0,125—1 атм при температурах от 361 до 487° К. Экстраполированные к нулевому давлению значения Ср, найденные в работе [2699], совпали с соответствующими значениями С°р, вычисленными по молекулярным постоянным. [c.223]

    HDO, DgO, НТО, DTO, TgO. Термодинамические функции газообразных HDO, DaO, НТО, DTO ИТ2О, приведенные в табл. 23, 22, 32, 33 и 31 второго тома Справочника, вычислены в интервале температур 293,15—6000° К с учетом ангармоничности колебаний, взаимодействия колебаний и вращений и центробежного растяжения соответствующих молекул. Вычисления проводились по методу Гордона (уравнения (11.185) и (11.186), на основании молекулярных постоянных, приведенных в табл. 35, 36, 37. При вычислениях использовалось выражение Стриппа и Кирквуда (И. 176а для статистической суммы по вращательным уровням, а центробежное растяжение молекул учитывалось по обобщенной формуле Вильсона (11.221), в которой для постоянных Pi и рг принимались те же значения, что при вычислении термодинамических функций НгО . Значения постоянных в уравнениях (11.185) — (11.186), принятые при вычислении термодинамических функций HDO, D2O, НТО, DTO и Т2О, приведены в табл. 45. [c.224]


Смотреть страницы где упоминается термин Центробежное растяжение: [c.214]    [c.218]    [c.16]    [c.64]    [c.112]    [c.120]    [c.121]    [c.125]    [c.133]    [c.222]   
Физические методы исследования в химии 1987 (1987) -- [ c.118 ]




ПОИСК







© 2025 chem21.info Реклама на сайте