Molekuláris spektrumok 1
Megismerjék fizikai alapokon kémia oktatás-idézésben kapcsolatok, amelyek meghatározzák a létezését molekulák és azok épít-készletben, akkor továbblépünk most, hogy tanulmányozza az optikai tulajdonságai a molekulák és a sávos-oldali pedig spektrumok által kibocsátott molekulák.
Az előző fejezetekben egy sorozatot alkotó egyes sorokból álló atomok spektrumát vettük figyelembe. Az atomspektrum minden egyes sorozatán belül a spektrális vonalak egymástól különböző távolságra vannak, megközelítik a sorozat határait. A molekuláris spektrumok máris nagymértékben különböznek az atomfényektől. Ezek több vagy kevesebb széles sávból álló gyűjtemények, amelyeket szorosan elkülönített spektrális vonalak alkotnak. A vonal minden egyes vonalán belül az egyik éle olyan szorosan összehangolt, hogy összeolvad, és a szalag szélén homályos karakter van. A molekuláris spektrumokat jellegzetes formájukra csíkos spektrumnak nevezik. Bimolekuláris spektrumokat figyeltünk meg az elektromágneses hullámok infravörös, látható és ultraibolya frekvenciatartományában. Az egymáshoz közel elhelyezkedő zenekarok zenekarokat alkotnak. A diatóma spektrumában. több molekula létezik. csoportok csoportjai. A molekulák szerkezetének komplikációjával a spektrumuk bonyolultabbá válik. Így a komplex konfigurációjú poliatom molekulákban csak a folyamatosan széles abszorpciós (emissziós) sávok figyelhetők meg a spektrum ultraibolya és látható tartományaiban.
Abból, amit tudunk a mechanizmus spektrális-Cruise Lines, arra lehet következtetni, hogy ive molekulák különböző spektrális értékű sort változások eredménye az energia-Maul Kula. A teljes E energiáját a molekula lehet tekinteni, mint amely-keverék, amely több részből áll: Epost - energiája transzlációs mozgása a közepén a tehetetlenség, Eel - energiájú elektronsugár mozgási ATO-stroke-molekula Evib - az energia az rezgőmozgás a magok atomok, mov tartalmaz a molekulában, mintegy azok egyensúlyi helyzete, Eur - energia forgómozgást a molekula egészének, és végül Eyad energia az atommagok a molekulában:
A molekula transzlációs mozgásának energiája nem kvantált, és annak változása nem vezethet a molekuláris spektrum létrehozásához. Ha nem érdekelnek a spektrális vonalak hiperfinom szerkezete és a nukleáris részecskék által okozott egyéb optikai jelenségek, akkor egyenlők. Ezután a molekula energiája, amely meghatározza az optikai tulajdonságait, három fogalom összegéből áll:
Bohr szabálya szerint egy olyan molekula által kibocsátott kvantum frekvenciája, amely megváltozik az energiaállapotban
ahol az angolna. Evib. Evr - a molekula energiájának megfelelő részében változik. Mivel mindegyik kifejezés (3) számos különálló kvantált értéket vesz fel, akkor változásai is diszkrét értékekkel rendelkeznek, és ezért a molekula spektruma sűrűn elrendezett vonalakból áll, amelyek csíkokat képeznek. A molekulák spektrumának vizsgálata az egyes kifejezések (4) figyelembevételén alapul. Ahogy a tapasztalatok és elméleti tanulmányok mutatják, ezek a kifejezések különböző értékekkel rendelkeznek:
ami megmagyarázza a molekuláris spektrumok frekvenciáinak jelenlétét az elektromágneses hullámok különböző tartományaiban.
Annak érdekében, hogy azonosítsuk a molekulák különböző energiatípusainak változásainak megfelelő frekvenciákat, célszerűbb annak abszorpciós spektrumát megvizsgálni. Mint ismeretes, a kibocsátási és abszorpciós spektrumok reverzibilisek, és a Kirchhoff-törvény kapcsolódik. Tegyük fel, hogy olyan molekulákból álló anyag, amelyek nem kölcsönhatásba lépnek egymással, hosszú hullámú sugárzással, kis mennyiségű energiával, és mérlegeljük, mi történik, ha a frekvencia (kvantumenergia) fokozatosan növekszik. Mindaddig, amíg a kvantumenergia h egyenlővé válik a molekula két legközelebbi energiaszintje közötti minimális energia különbséggel, a fény abszorpciója nem fog megjelenni, és nem jelenik meg abszorpciós vonal. A felszívódás a 0,1-1 mm-es hullámhosszon, vagyis a spektrum messziről infravörös tartományában történik, és megfelel a molekula forgási energiájának változásának. Az ilyen hullámok energiájának mennyisége képes átvinni egy molekulát egy forgási energiaszintről egy másik magasabb energiaszintre, és ennek következtében a forgási abszorpciós spektrum spektrális vonala megjelenéséhez vezethet. Ahogy a hullámhossz csökken, a rotációs abszorpciós spektrum új vonalait ebben a térségben lehet feljutni, amelyek együtt bemutatják a molekula rotációs energiaállapotainak eloszlását.
A fény abszorpcióját az infravörös tartományban egy hullámhosszon több több tíz, nem mikronos okok újra között mozog a vibrációs energia szinten a molekulában, és ad okot, hogy a vibrációs spektrum a molekula. Azonban, amikor a molekula vibrációs energiaszintje megváltozik, a forgási energiaállapotok is változhatnak ugyanabban az időben. Ezért átmenetek között oszcilláló szintek kíséretében változások a forgási energia állapotok, azaz a. E. molekulák különböző energia ingadozás make-telno vibrációs-rotációs átmenet, úgy, hogy a cola-rezgési-forgási tartományban. Ezt a 3. ábrán vázlatosan mutatjuk be. 15.8. A frekvencia kol, rotációk, amelyek az egyik vibrációs szintről a másikra történő átmenetnek felelnek meg, egy nagyon szoros vonalakból álló csoportból állnak, amelyeket különböző, egymást követő rotációs átmenetek határoztak meg. Ha ezeket a sorokat olyan eszközben veszi figyelembe, amely nem rendelkezik nagy felbontással, akkor a vonalak az adott vibrációs átmenetnek megfelelő egy sorba esnek.
A spektrum látható és ultraibolya régióiban a kvantum energiája elegendő ahhoz, hogy a különböző elektronikus energia szintek közötti molekuláris átmeneteket eredményezze. Minden szinten a molekulákat alkotó atomokhoz tartozó elektronok egy bizonyos térbeli eloszlása megfelel egy ilyen szintnek, vagy - mint mondjuk - bizonyos elkülönült energiát hordozó elektronok bizonyos konfigurációjából. Minden egyes elektronikai konfiguráció, a molekula minden elektronikus energia szintje megfelel a molekulákban található magok lehetséges rezgésének, vagyis egy egész vibrációs energiaszintnek. Az ilyen elektron-vibrációs szintek közötti átmenet a molekula elektron-vibrációs spektrumának megjelenését eredményezi (15.9. Ábra), amelyet az egy adott vonal e frekvenciája jellemez. Ezenkívül minden vibrációs energia állapot mellett a 3. ábrán bemutatott forgási szintek rendszere. 15.8. Így egy bizonyos sáv mindegyik elektron-vibrációs átmenetnek felel meg, úgyhogy az egész elektron-vibrációs spektrum a látható és a közelben lévő régióban a spektrum ezen részeiben található több sávcsoport-rendszerből áll.