ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Многоатомные молекулы. Молекулярные константы многоатомных молекул, молекулярные спектры из "Практикум по физической химии Изд 3" Вращательное движение, вращательные спектры. Многоатомные линейные молекулы обладают двумя степенями свободы вращательного движения вокруг осей, проходящих через центр тяжести молекулы и перепендикулярных оси молекулы. Моменты инерции молекулы при вращении вокруг обоих осей одинаковы и, следовательно, одинаковы и вращательные постоянные в уравнении (1,8). [c.18] Из уравнения (1,62) следует, что момент количества движения не может меняться непрерывно. [c.18] Атомы в многоатомных молекулах колеблются с разными частотами. Однако можно так выбрать колебательные координаты, что при взаимодействии молекулы с квантом света возбуждение будет происходить только одной колебательной координаты, в то время как все остальные колебательные координаты остаются в невозбужденном состоянии. [c.19] Рассмотрим колебания в трехатомной линейной молекуле. Такие молекулы имеют четыре степени свободы колебательного движения (рис. 11). При колебании Ух и Уз изменяется только межатомное расстояние. [c.19] Тетраэдрические пятиатомные молекулы имеют 9 колебательных степеней свободы. Можно рассматривать следующие четыре типа колебания (рис. 13) VI — валентное симметричное, у. — деформационное симметричное, Уз — валентное асимметричное, — деформационное асимметричное. Два колебания у не отличаются друг от друга по энергиям. Это — дважды вырожденное колебание. Колебания Уд и У4 — трижды вырожденные. [c.19] В отличие от вращательно-колебательного спектра двухатомных молекул во вращательно-колебательном спектре многоатомных молекул наряду с Р- и -ветвями наблюдается также и -ветвь, которая соответствует переходам с А/ = 0. [c.20] На основании интерпретации полос поглощения в ИК-спектрах и линий в спектрах комбинационного рассеяния можно сделать заключение относительно симметрии молекулы. [c.21] Теория характеристических колебаний. Сопоставление колебательных спектров большого количества многоатомных веществ, обладающих одинаковыми группами атомов, показало, что в спектрах всегда присутствуют одни и те же или мало отличающиеся по волновым числам полосы поглощения или линии комбинационного рассеяния. На основании такого наблюдения было установлено, что некоторые волновые числа полос поглощения или линий комбинационного рассеяния можно привести в соответствие с колебаниями отдельных атомов или групп атомов в молекуле. [c.21] Колебание можно считать характеристическим, если его волновое число намного отличается от волновых чисел всех других колебаний групп атомов, соседних с данной группой, и если массы колеблющихся атомов сильно различаются. Характеристические колебания дают возможность определять по спектру те или иные группы атомов в молекуле. Волновые числа характеристических колебаний некоторых групп атомов приведены в корреляционной таблице . [c.21] Спектры поглощения растворов и веществ в жидком и твердом состояниях. Энергия межмолекулярного взаимодействия в конденсированном состоянии больше энергии вращения молекул. Молекулы не могут совершать полные обороты и вращательные полосы в спектрах не наблюдаются. Вместе с этим полосы поглощения, связанные с изменением энергии колебательного движения и электронного возбуждения молекул, становятся более широкими. [c.21] ИК —полосы, наблюдаемые (активные) в инфракрасных спектрах поглощения, КР —линии, наблюдаемые (активные) в спектрах комбинационного рассеяния. Цифра в скобках указывает на степень вырождения колебания. [c.22] Спектры поглощения растворов имеют большое практическое применение. Так как они имеют прямую связь со строением молекулы, то прежде всего спектры поглощения используются для качественного и количественного анализа. Качественный анализ производится сравнением спектра поглощения полученного вещества со спектрами поглощения, приведенными в таблицах. Количественный анализ производится на основании закона Беера. Кроме того, спектры поглощения используются для изучения химического равновесия, кинетики химических реакций, строения вещества, для изучения взаимодействия между частицами в растворах и для других целей. [c.23] Вернуться к основной статье