Familiarizarea cu elementele fundamentale de chimie conexiuni de educație-ically fizice care determină existența unor molecule și a lor build-set, trece acum pentru a studia proprietățile optice ale moleculelor și spectrele în rândul benzi mână emise de moleculele.
În capitolele anterioare au fost luate în considerare spectrele atomilor constând din linii individuale care formează o serie. În cadrul fiecărei serii a spectrului atomic, liniile spectrale sunt la distanțe diferite una față de cealaltă, se apropie de limita seriei. Spectrele moleculare diferă deja foarte mult în ceea ce privește aspectul față de spectrele atomice. Ele sunt o colecție de benzi mai mult sau mai puțin largi, formate din linii spectrale apropiate. În cadrul fiecărei linii a liniei, una dintre muchiile sale este atât de strâns aliniată încât ele se îmbină, iar marginea benzii are un caracter neclar. Spectrele moleculare, pentru forma lor caracteristică, se numesc spectre dungate. Spectrele bimoleculare sunt observate în benzile de frecvență în infraroșu, vizibile și ultraviolete ale undelor electromagnetice. Liniile foarte apropiate formează grupuri de trupe. În spectrele diatomice. există mai multe molecule. grupuri de trupe. Cu complicația structurii moleculelor, spectrele lor devin mai complicate. Astfel, în moleculele poliatomice cu configurație complexă, sunt observate numai benzi de absorbție (emisie) cu continuitate largă în regiunile ultra-violete și vizibile ale spectrului.
Din ceea ce știm despre mecanismul de linii spectrale-croazieră, putem concluziona că moleculele ive linie separată cu valori spectrale ar trebui să rezulte modificări ale energiei molul-Kula. Energia E totală a moleculei poate fi considerată ca fiind format-un amestec alcătuit din mai multe părți: Epost - energie de mișcare de translație a centrului său de inerție, anghilă - mișcare de electroni cu energie în ato timpi molecula Evib - energia mișcării de vibrație a atomilor de nuclee, Mov conținute în moleculă, despre lor poziții de echilibru, Eur - energia mișcării de rotație a moleculei în ansamblu, și în final energia Eyad de nuclee atomice din molecula:
Epost energia mișcării de translație a moleculei nu este cuantificată și modificările sale nu pot duce la crearea spectrului molecular. În cazul în care nu este interesat dacă hiperfine spectrală structură-TION și alte fenomene optice cauzate de particulele nucleare, este posibil, în expresia (2) nu ia în considerare Eyad. Apoi, energia moleculei care determină proprietățile sale optice, va consta din suma de trei termeni:
Conform regulii lui Bohr, frecvența unui cuantum emis de o moleculă cu o schimbare a stării sale energetice este
unde Eel. Evib. Evr - schimbări în părțile corespunzătoare ale energiei moleculei. Deoarece fiecare dintre termenii (3) ia un număr de valori cuantificate discrete, atunci modificările lor au și valori discrete și, prin urmare, spectrul moleculei constă din linii dens dispuse care formează benzi. Studiul spectrului moleculelor ar trebui să se bazeze pe luarea în considerare a fiecăruia dintre termenii (4). După cum arată experiența și studiul teoretic, acești termeni au valori diferite:
ceea ce explică prezența frecvențelor spectrelor moleculare în diferite domenii ale undelor electromagnetice.
Pentru a identifica frecvențele corespunzătoare schimbărilor în diferitele tipuri de energie din moleculă, este mai convenabil să se ia în considerare spectrul său de absorbție. După cum se știe, spectrele de emisie și absorbție sunt reversibile și sunt legate de legea lui Kirchhoff. Să presupunem că o substanță constituită din molecule care interacționează unele cu altele, radiația de lungime de undă lungă cade în magnitudine cu fotoni de energie mici, și ia în considerare ceea ce se întâmplă în cazul în care frecvența este crescută treptat (cuante de energie). teh_por prealabilă până când h energia fotonilor nu devine cea mai mică diferență de energie posibilă egal clorhidric între nivelele de energie ale celor două molecule de absorbție mai apropiată de lumină nu apare și spectrul de absorbție nu se vor produce linii. Absorbția are loc la lungimi de undă de ordinul (0,1-1) mm m. E. In regiunea de departe infraroșu al spectrului, și corespunde unei modificări a energiei de rotație a moleculei. Cuantelor energia de astfel de unde pot fi transferate de la un nivel de energie de rotație molecula la alta mai mare și, prin urmare, să conducă la o linie de penetrare spectrală coș de rotație a spectrului de absorbție. Odată cu scăderea lungimii de undă all-nouă linie de absorbție a spectrului de rotație poate avea loc în această zonă, Koto-secară în toate elementele sale ne va da o pre-reprezentare a distribuției de stări de energie de rotație ale moleculelor.
Absorbția luminii în domeniul infraroșu, cu o lungime de undă de la câteva la câteva zeci de cauze non-micronice re-mută între nivelurile de energie de vibrație în moleculă și dă naștere la spectrul de vibrație a moleculei. Cu toate acestea, atunci când nivelurile energiei vibrationale ale moleculei se schimbă, stările de energie rotative se schimbă, de asemenea, în același timp. Prin urmare, tranziții între nivelurile oscilatorii, însoțite de modificări în statele de energie de rotație, adică. E. Molecule cu diferite fluctuații de energie să-telno tranziție de vibrație-rotație, astfel încât o cola-gama de vibrație-rotație. Acest lucru este arătat schematic în Fig. 15.8. Spectrul de frecvențe conta, putregai, corespunzătoare conductivă de tranziție de la un nivel la altul vibrațional va consta în grupuri de linii foarte apropiate definite prin diferite rotațională-TION însoțitoare pen-accident vascular cerebral. Dacă aceste linii sunt considerate într-un dispozitiv care nu are o rezoluție înaltă, atunci liniile vor cădea într-o linie corespunzătoare tranziției vibraționale date.
În regiunile vizibile și ultraviolete ale spectrului, energia cananților este suficientă pentru a face tranziții moleculare între diferite niveluri de energie electronică. La fiecare nivel, o anumită distribuție spațială a electronilor aparținând atomilor care formează moleculele corespunde unui asemenea nivel sau, cum se spune, unei anumite configurații de electroni care posedă o anumită energie discretă. Fiecare configurație electronică, fiecare nivel de energie electronic al moleculei, va corespunde diferitelor vibrații posibile ale nucleelor din moleculă, adică un întreg set de niveluri de energie vibrațională. Tranzițiile dintre astfel de nivele electronice-vibraționale duc la apariția unui spectru de vibrație electronică a moleculei (figura 15.9), caracterizat prin frecvența e, numărarea unei linii individuale. Pentru fiecare stare de energie vibratoare, în plus, sistemul de nivele de rotație arătat în Fig. 15.8. Astfel, o anumită bandă va corespunde fiecărei tranziții electron-vibraționale, astfel încât întregul spectru de vibrație electronică din regiunea vizibilă și apropiată este un sistem al mai multor grupe de benzi situate în aceste părți ale spectrului.