Оборудование для Вашей лаборатории

Наши партнеры:

Наши контакты:

тел./факс
(4812) 31-08-84,
(4812) 31-74-79,
(4812) 31-74-99.

Предыдущая Следующая

3.5.2. ИНФРАКРАСНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ

Поглощение излучения в инфракрасной области связано с возбуждением колебаний в молекуле, которые при комнатной температуре термически не возбуждаются. При возбуждении колебания молекулы переходят из нулевого колебательного состояния (v = 0) преимущественно в первое возбужденное состояние (v = 1). Такие типы колебаний называют основными, собственными или нормальными колебаниями. Они расположены в области от 400 до 4000 см-1 (25—2,5 мкм)1 и соответствуют энергиям возбуждения от 4 до 40 кДж/моль (1—10 ккал/моль). (Ср. эти значения с затратами энергии, необходимыми для возбуждения электронов!)

Число основных колебаний вытекает из числа степеней свободы молекулы. Молекула, состоящая из п атомов, имеет Ъп степеней свободы. Из них 3 степени свободы падают на поступательное и 3 (для линейно построенных молекул 2) — на вращательное движение. Колебательное движение молекулы имеет Ъп — 6 (для линейных молекул Ъп — 5) степеней свободы. Такого количества нормальных основных колебаний и следует ожидать в спектре. Однако поглощение ИК-излучения электромагнитного переменного поля наблюдается только в том случае, если происходящий при этом переход на более высокий колебательный уровень связан с изменением электрического дипольного момента молекулы. Только такие переходы являются разрешенными. Поэтому особенно интенсивное поглощение обусловлено наличием в молекуле сильнополярных групп (например, >С=0, —SO2—, -N02 и т. д.). Напротив, неполярные группы, имеющиеся в симметрично построенных олефинах (R.2C=CR.2) или азосоединениях (R—N=N—R), не проявляются в ИК-спектрах. Многие колебания, неактивные в ИК-спектре, обнаруживаются в спектрах комбинационного рассеяния (спектрах Рамана); последние несут особенно ценную информацию, дополняя ИК-спектроскопическое исследование.

Помимо основных в указанной выше области могут возбуждаться также обертонные колебания (связанные с переходом на более высокие колебательные уровни: v = nv\, где п = 2, 3,...) и комбинационные колебания (обусловленные наложением основных и обертонных колебаний: v = vi + V2 или v = V2 — vi). Интенсивность этих колебаний, как правило, невелика.


Поскольку каждый колебательный переход сопровождается изменением вращательного состояния молекулы, инфракрасный спектр представляет собой вращательно-колебательный спектр. Из-за большого количества отдельных полос поглощения и в результате взаимодействия молекул в твердом или жидком состояниях этот спектр проявляется не как линейный, а как спектр полос поглощения (см. также разд. А,3.5.1).

Основные колебания подразделяются на валентные (колебания по линии связи, при которых происходит изменение расстояния между атомами по оси связи) и на различного рода деформационные колебания, связанные с изменением валентных углов. Для валентных колебаний двухатомной молекулы в первом приближении вполне применим закон Гука, выведенный для гармонического колебания двух шаров, связанных пружиной:

v=i^Vt''   »=i^+^         [АЛЗЗ]


Предыдущая Следующая

Поиск по сайту

Литература

Доставка продукции:

ООО "Автотрейдинг"

Ж/Д перевозка (контейнера)

Собственный транспорт

Любая транспортная компания на Ваш выбор!

Последние материалы