Бром. Инфракрасная спектроскопия — страница 8

  • Просмотров 5658
  • Скачиваний 502
  • Размер файла 51
    Кб

спектроскопии подразумевает получение сведений о параметрах молекулярных моделей и математически сводится к решению точки назначения обратных спектральных задач. Решение таких задач осуществляется последовательным приближением искомых параметров, рассчитанных с помощью специальной теории спектральных кривых к экспериментальным. Параметрами молекулярных моделей служат массы составляющих систему атомов, длины связей,

валентные и торсионные углы, характеристики потенциальной поверхности (силовые постоянные и др.), дипольные моменты связей и их производные по длинам связей и др. Инфракрасная спектроскопия позволяет идентифицировать пространственные и конформационные изомеры, изучать внутри- и межмолекулярные взаимодействия, характер химических связей, распределение зарядов в молекулах, фазовые превращения, кинетику химических реакций,

регистрировать короткоживущие (время жизни до 10-6 с) частицы, уточнять отдельные геометрические параметры, получать данные для вычисления термодинамических функций и др. Необходимый этап таких исследований - интерпретация спектров, т.е. установление формы нормальных колебаний, распределения колебательной энергии по степеням свободы, выделение значимых параметров, определяющих положение полос в спектрах и их интенсивности.

Расчеты спектров молекул, содержащих до 100 атомов, в том числе полимеров, выполняются с помощью ЭВМ. При этом необходимо знать характеристики молекулярных моделей (силовые постоянные, электрооптические параметры и др.), которые находят решением соответствующих обратных спектральных задач или квантово-химическими расчетами. И в том, и в другом случае обычно удается получать данные для молекул, содержащих атомы лишь первых

четырех периодов периодической системы. Квантованность (дискретность, прерывистость) энергетических состояний молекулы. Молекула может находиться в нескольких энергетических состояниях с большей (E2) или меньшей (E1) колебательной энергией. Эти энергетические состояния называют квантованными. Поглощение кванта света с энергией Е, равной E2 - E1, переводит молекулу из низшего энергетического состояния в более высокое (рис. 3). Это

называют возбуждением молекулы. Рисунок 3. Два энергетических состояния молекулы. В результате атомы, связанные друг с другом в молекуле, начинают более интенсивно колебаться относительно некоторых исходных положений. Если рассматривать молекулу как систему из атомов-шариков, сцепленных между собой пружинками, то пружинки сжимаются и растягиваются, вдобавок изгибаются. Поглощение ИК-излучения (3•1013 - 3•1012 Гц, 10-5 - 104 м)