Методические указания и контрольные задания по физической и коллоидной химии для студентов заочного обучения технологических специальностей. Цыренова С.Б - 6 стр.

                                    ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Раздел 1. Элементы учения о строении вещества. Молекулярные спектры. Межмолеку-
                               лярное взаимодействие
      Определение молярной рефракции является одним из доступных методов физико-
химического исследования строения вещества, поэтому необходимо научиться рассчитывать
поляризацию и рефракцию.
      Под воздействием электрического поля происходит поляризация молекул и ионов ве-
щества. различают три типа поляризации: электронная Рэл (смещение электронов относи-
тельно ядра атомов); атомную Рат (относительное смещение атомов в молекуле) и ориента-
ционную Рор (ориентация полярных молекул в направлении поля). Величина, которая харак-
теризует способность молекул, атомов, ионов к поляризации и отнесенная к единице напря-
женности внешнего поля, называется поляризуемостью.
      Поляризуемость молекулы является суммой:
                                         α = αэл + αат + αор.
      Общая поляризация молекул слагается:
                                         Р = Рэл + Рат + Рор.
      Поляризуемость можно вычислить, используя значения мольной рефракции Rм:
                                                 n2 − 1 M
                                            Rь 2        ⋅  .
                                                n +2 ρ
      По молярной рефракции можно установить структуру молекулы. Для этого подбирают
такую структурную формулу, для которой вычисленная по аддитивности молярная рефрак-
ция равна экспериментально полученному значению.
      Взаимодействие полярных молекул приводит к их притяжению, этот вид взаимодейст-
вия называется ориентационным.
      Кроме ориентационного возможны индукционное и дисперсионное взаимодействие.
Индукционное взаимодействие возможно, когда в неполярных молекулах индуцируются под
воздействием соседних молекул или ионов диполи. Дисперсионное взаимодействие возмож-
но, когда в атомах и молекулах при вращении электронов возникают мгновенные диполи.
      Молекулярная спектроскопия дает полную информацию о молекулярном составе веще-
ства.
      Существует ряд методов для определения молекулярных констант, здесь будут рас-
сматриваться только электронно-колебательно-вращательные спектры. Полную энергию мо-
лекулы можно представить как сумму отдельных видов энергии:
                                        Е = Еэл + Екол + Евр,
где Еэл - энергия электронной оболочки молекулы;
      Екол - энергия колебания ядер;
      Евр - энергия вращения молекулы.
      Энергия вращательных состояний двух атомных молекул составляет величину порядка
0,1-200см-1, а колебательная - 50-4000 см-1. Энергия электронных состояний еще выше и
обычно лежит в пределах от 10000 до 100000 см-1.
      По законам квантовой механики энергия вращательного движения жесткого ротатора.
                                      h2
                             Eвр =         ⋅ γ (γ + 1) = Beγ (γ + 1) Дж ,
                                    8π 2 J
энергия ангармонических колебаний:
                                                   1        1 
                                                                   2

                                E кол = hν 0  v +  − χ  v +  
                                                   2        2 
                                              1         1 
                                                              2

                            E кол   = hωc  v +  − χ  v +   Дж ,
                                              2         2 
где   J - момент инерции;