Сферические молекулы, спектр комбинационного рассеяния

В предыдущем разделе рассмотрена основная часть экспериментальных данных, полученных к настоящему времени методом спектроскопии КР высокого разрешения. Эти данные включают ряд вращательных постоянных и постоянных центробежного искажения для основного и некоторых возбужденных состояний молекул, а также коэффициенты кориолисова взаимодействия для молекул типа симметричного и сферического волчков. Целью изучения спектров комбинационного рассеяния является определение структурных и динамических параметров этих молекул путем независимых спектральных исследований, что позволит дополнить информацию, получаемую методами инфракрасной и микроволновой спектроскопии, а также электронографическим методом. [c.263]

Молекулы типа сферического волчка не дают вращательных спектров комбинационного рассеяния. С другой стороны, молекулы типа асимметричного волчка фактически почти еще не исследовались, так как изучение молекул этого типа сводилось обычно к изучению более простого случая молекул типа симметричного волчка. Поэтому в дальнейшем будут рассматриваться главным образом молекулы первых двух типов. [c.115]

Поляризуемость молекулы можно рассматривать состоящей из трех слагающих, расположенных под прямыми углами величины последних определяют так называемый эллипсоид поляризации. Если только происходит изменение поляризуемости в одном каком-либо направлении, другими словами, если одна из трех компонент эллипсоида поляризуемости изменяется за время колебаний молекулы, то колебания будут взаимодействовать с излучением, давая в результате спектр комбинационного рассеяния. Аналогично, если только эллипсоид поляризуемости не является сферой, т. е. если его три оси не одинаковы, возможно вращательное комбинационное рассеяние. Для двухатомных молекул, независимо от того, имеют ли они одинаковые ядра или нет, эллипсоид поляризуемости не будет сферическим и будет изменять свои размеры при колебаниях молекулы. Следовательно, все молекулы этого вида будут производить колебательное и вращательное комбинационное рассеяние. Колебательное комбинационное рассеяние не наблюдается только в том случае, когда нет изменения ни одной из слагающих поляризуемости, т. е. ни одной из осей эллипсоида поляризации. Это имеет место, как будет видно позднее, для определенных колебаний многоатомной молекулы. Подобно этому, сферически симметричные молекулы, такие как метан или четыреххлористый углерод, не обнаруживают вращательного комбинационного рассеяния. < [c.244]

Вращательные спектры комбинационного рассеяния. Как было указано выше, молекулы, относящиеся к типу сферического волчка (вследствие симметрии), не дают комбинационных вращательных спектров. Вращательные состояния таких молекул могут быть изучены только при исследовании колебательно-вращательных спектров поглощения и комбинационного рассеяния. [c.422]

Для линейной молекулы в невырожденном основном электронном состоянии чисто вращательный спектр КР связан только со сферической компонентой а°, Проекция углового момента на межъядерную ось равна нулю, и, следовательно, квантовые числа К я К равны нулю. Когда основное электронное состояние является вырожденным, компонента также вносит вклад в интенсивность вращательных линий комбинационного рассеяния. Появление четных антисимметричных тензоров может стать реальностью, если в произведении представлений основного состояния содержится представление, по которому преобразуются антисимметричные компоненты. Эти антисимметричные тензоры могут не давать вклад в переход в колебательно-вращательном спектре линейной молекулы. Но для случая невырожденного основного состояния следует помнить, что компонента Оц дает вклад только в переход / = 0- -/ = 0 и что компоненты и дают вклад и в другие переходы (А/ = 0). Это обстоятельство имеет [c.140]

Как хорошо известно, в последние годы в микроволновой области были исследованы с высоким разрешением вращательные спектры большого числа люлекул. Однако так как микроволновый спектр поглощения имеют только полярные молекулы, то наряду с микроволновой спектроскопией имеет определенную ценность и исследование вращательных спектров комбинационного рассеяния, хотя, конечно, последний оказывается ценным не только при изучении неполярных молекул. Согласно табл. 1, в колебательных полосах спектров комбинационного рассеяния может встретиться больше вращательных ветвей, чем в соответствующих инфракрасных полосах. Этот факт имеет важное следствие при определении структуры молекул типа симметричного волчка (см. например, молекулуСтН , обсуждаемую в разделе IV,Г) и молекул типа сферического волчка (см. СН4, раздел V). Кроме того, в этих полосах, для которых AJ = +2, или ААГ = 2, расстояние между вращательными линиядш в спектре рассеяния обычно вдвое больше, чем в спектрах инфракрасного поглощения. [c.138]

Для сферического волчка (ахх = ауу = агг) поляризуемость не из- епяется при вращении молекулы. Поэтому у молекул типа 5Еб, СН4 или ССи и т. п. нет чисто вращательного спектра комбинационного рассеяния. [c.119]

В случае комбинационного рассеяния правила отбора несколько отличаются от правил, приложимых к колебательным полосам инфракрасного спектра. Так, для линейных молекул Д/=0, 2 для параллельных полос и 1, 2 для перпендикулярных -ветвь должна, таким образом, присутствовать в параллельных и отсутствовать в перпендикулярных полосах. Для симметричных волчков АК=0 и = О, 1, 2 для колебаний, параллельных оси симметрии молекулы, тогда как для колебаний, перпендикулярных к этой оси, АК = 1, 2 и Д7 = 0, 1, 2. Взаимодействие между колебаниями и вращениями должно вести к аномальному разделению в перпендикулярных полосах, точно так же, как в инфракрасных спектрах. У сферически симметричных молекул только те полосы в спектре комбинационного рассеяния могут обнаруживать вращательную структуру, которые обусловлены не полностью симметричными колебаниями. Для такой полосы правилом отбора является условие Д/ = 0, 1, 2. Подобные правила отбора приложимы к полосам комбинационного рассеяния несимметричных молекул. Очевидно, что вследствие большого числа дозволенных вращательных переходов структура колебательных полос в спектрах комбинационного рассеяния многоатомных молекул должна быть сложна. Если бы нолосы были разрешены, то они дали бы возможность вычислить моменты инерции молекул, которые могли бы дополнить данные, получаемые из инфракрасных спектров. [c.284]

Совместное применение инфракрасного и комбинационного спектра позволяет во многих случаях надежно установить тип симметрии молекул и расположения ядер в пространстве. Например, для молекулы СОз возможны конфигурации— линейная Ооон) или нелинейная (Сгг). Для второй все колебания активны как в инфракрасном, так и в комбинационном спектре. Опыт же показывает, что в инфракрасном спектре активны два колебания ( 2 и Хц), а в случае комбинационного рассеяния лишь одно ( 1). Это отвечает линейной молекуле, имеющей центр симметрии. Следовательно, СО — лтнтейна и симметрична. Напротив, обнаружение всех трех частот молекулы НгО в инфракрасном спектре неопровержимо. указывает, что молекула нелинейна. Межъядерные расстояния проще всего определяются из вращательных спектров. При их интерпретации принято различать линейные многоатомные молекулы, для которых имеется два одинаковых момента инерции, и нелинейные, с тремя моментами инерции /а, в, /с. Если /а=г=/в = /с, молекулу относят к типу симметричного волчка (например, СНзР), при 1аФ вФ /с — к типу ассиметричного (например, НПО), при /д = /в = /д—к типу сферического волчка (ЗРе). Соответственно, имеется три вращательных постоянных Л, В и С, связанных с моментом инерции соотношением, аналогичным (15) для двухатомной молекулы. Из вращательного спектра, аналогично тому, как это делают для двухатомных молекул (см. 1), находят значения моментов инерции. [c.30]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология