part_1 (1120542)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Раздел 1 ВВЕДЕНИЕ В ТЕОРИ1О МОЛЕКУЛЯРНЫХ СПЕКТРОВ $ Ь СПЕКТРОСКОПИЯ, ЕЕ КЛ>>ССИЧ>ИКАЦИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ Для успешного решения фундаментальных проблем химии, физики, биологии н других наук, а также многочисленных задач повседневной практики необходимо располагать методами исследования, позволя>ошнми определять качественный и количественный составы вещества, сго строение, свойства и другие параметры в широких пределах температур и давлений, в различных агрегатных состояннх, при малых и больших концентрациях и т. д. Универсальным ь>етодом, который удоглетворяет всем этны условиям, является спектроскопия.

Спсктроскопия — раздел физики (а теперь н хиияп) занима>ощийся изучением ка >сственпого и количественного составов электромаг>»»кого излучения, поглощенного, испущснного, рассеянного нли отраженного веществом. Эс>ск>ромагпитнос излучение, разложенное ио длинам волн или по энергии, образует спектр. Спектроскопию, как и спектры, можно классифицировать по целому ряду признакогь 1. В зависимости ог характера взаимодействия излучения с веществом все спектры делятся на спектры поглощения, непускания, рассеяния н отражения (подробнее см. $ 9). В последнее время возникло подразделение еше на классическую спектроскопию (спсктроскопня нскогерептпого излу >епня) и лазерную спектроскопию (сг>ектросконня когерептного излучения). П.

По областял> электромапгятного излучения спектроскопии разделяется на следу>оцп>с основные виды (рнс, 1.1). 1) Резонансная У-спсктроскопия (эффект Руессбауэра) длины волн 1О->э — 10г и м. 2) Рентгеновская спектроскопии — длины волн 1Ог з — 10 " м. 3) Оптическая спектроскокия — длины волн 10 к — 10-' м.

4) Радноспектроскопня (в нее вклк>чается микроволновая спсктроскопия, спсктроскопия электронного парамагнитвого резонанса и спектроскопии ядерного э>агнитлого резонанса) -- длины волн 10'-4 — 1О' и. В дальнейшем будут рассматриваться только оптическая спектроскопия и части п>о микроволновая. Их более детальная классификация видна из рис.

1.1, а также будет разбираться в разделе П, й 3. 1Н. По изучаемым объектам о>мнческая спектроскопня под. разделяется на атомную и молекуляриу>о, Атомные спектры лежат в основе таких аналитических методов, как эмнсспонная спектроскопии, атомно-абсорбционный анализ, атомная флюореснеиция. А!етодамп атомной спектроскопии определяются элсмен>и, нз которых состоит вещество. Существенно, что оно должно >от юе ю ю" ю' о' ва е ю юа со" са ' ю' ю ю и со' > ю ю' >а' ю' и' -а, -е ю' еа' Юе лет Леала валет, юа ю' ю" соа юа >о' >а' со ю' сол >в' ю са ю ю саа >о' >о ю' е ь о а е а а ~ее ю ю >а ю со со' ю' св со" ео и со а е, а со ю е -т — т. Зол ложе ллсае, ст -' ьастал~л, Гс в 8х палее в ареал. ! >>тлота Овллсть сГелГл а: Лелтеела слал палеева ат аа аьво тол ойателе В>l к," Палелае Ла таепаваплокал левал м >олл> ~~: ~п, ~ Г-.

Ркс. П К Спектр олсктроювгййтлнк колоалчка быть хотя бы в очень малых количествах разложено до атомов нли ионов. Спектры молекул содержат более детальну>о пнформацшо о веществе. В ней имеются данные це только об элементном соста- ве вещества, но и как эти элементы соединены между собой в молекулу, Например, в парах иад треххлористым алюминием мо- гут одновременно сосуществовать молекулы А(С1з н А!оС!о, раз- личить которые можно только по молекулярным спектрам. Другое важное преимущество молекулярной спектроскопии со- стоит в том, что в процессе получения спектров вещество остается неизменным.

1УА В зависимости от того, какие энергетические состояния молекул участву>от в образовании спектров, они делятся на вра- щательные, колебательные (колебательно-вращательные), элект- ронные (электронно-колебательно-врашатечьные) (подробнее см, ч 9) Классификация спектров проводится также по фазовому со- стоянию вещества (спектроскопия твердого тела, плазмы), по температуре, давлению, по технике и методам исследования (см. раздел П, $3) н т, д, стпсктроскопия считается прикладной наукой и отличается большой информативностью. В молекулярной спсктроскопии можи<> выделить следующие основные направления сс прпменеиия в пауке и технике.

1. Идентификация (отождествление) вещесгв. Она пснована на том, что каждое соединение, включая нзоз>еры, имеет свой собственный и только ему присущий спектр. Это свойство используется для качественного анализа тех веществ, спсктры которы: уже известны. 2. Количественный анализ. Измерение интенсивностей молеку лярпых спектров позволяет проводить с очень высокой чувство. тсльностью количественный анализ различных веществ, ие раз. рушая пх, Поэтому, в частности, возможны исследования без отбора отдельных проб непосредственно в условиях потока вещества.

3. Структурно-групповой (функциональный) анализ. Систематическое изучение молекулярных спекгров веществ с одннаковымп струкчурнымн группами, такими, как, например, — Π— Н, ,О Н вЂ” С, — Х, — С вЂ” С! н т, д., показало, жго в нх спект- 'Н рах имеются характерные полосы, с помощью которых можно решать обратную задачу — по характеристичным полосам определять в исследуемом соединении наличие той нли иной структурной группы.

Детальное исследование молекулярных спектров в широком диапазоне длин волн позволяет тем самым находить структурные элементы впервые синтезированных веществ. 4, Определение энергетических состояний (уровней) молекул и связанных с ними таких молекулярных постоянных, как межьядсрные расстояния, частоты колебаний, энергии электронных переходов, энергии диссоциация н т. д, Этн данные важны для расчета термодннамнческих функций веществ в газовой фазе методами статистической термодинамики, что позволяет определять состав продуктов различных химических реакций, не прибегая к слои ным экспериментам.

5. Определение строения молекул н вещества, т. е. простран ственного расположения ядер и расстояний между нями. 6. Кянетическне исследования химических реакций, в том чис ле таких быстрых, которые протека>от за времена порядка 10->ос а также измерения времен жизни молекул в возбужденных со стояниях и путей переходов в более низколеихащне состояния, т. е. различных релаксационных процессов. Во всех случаях изучается изменение интенсивностей спектров во времени.

7, Определение различных теп,човых эффектов (например, теплот испарения илн сублимации, теплот реакции н т. д.) по изменеии>о интенсивности спектров в зависимости от температуры вещества. 8. Дистанционные исследован!па качественного н каднчестве.- ного состава и температуры газов, пдамеи, плазьты, атмосферы небесных тел, газов, загрязняющих атмосферу, н т.

д. 9. Исследования малых объемов веществ (до 0,01 — 0,001 мм'), позволяющие производить локальный анализ биологических объектов, прнэлектродных слоев н т. д. 10. Исследования поверхностных слоев веществ, в частности адсорбированных молекул. 11. Исследования межмолекулярнаго взаимодействия и, в частности, водородной связи. Подлинную революцию в молекулярной спектроскопии совершидн оптнческне квантовые генераторы кагерентнога излучения — лазеры, впервые созданные в 1900 г. В результате существенно расширились возможности техники спектроскопии (были разработаны разного типа высокоинтенсивные когерентные моно- хроматические источники света в шираком диапазоне длин волн, работающие н импульсном и непрерывном режиме, лазеры, перестранваемые по длинам волн, н т. д.); качественно изменились многие методики классической спектроскопии (спонтанное комбинационное рассеяняе света, флуоресцениия, резонансное комбинационное рассеяние света, спектры возбуждения и т, д,) н, самое главное, были созданы принципиально новые методы исследования вещества (обращенное комбинационное рассеяние, когсреитное активное комбннаиионное рассеяние света, внутрирезонаторное поглощение н т.

д.). Сейчас еще трудно предсказать все возможности дальнейшего развития лазеров. Ясно одно, чта чувствительность, разрешатащая способность, временное разрешение н т. д. изменились всего за полтора десятилетия настолшса, что многое, казавшееся ранее фантастичным, как, например, регнстраиня одиночных атомов в газовой фазе, ужс реализовано.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов книги