Физико-химические методы анализа органических соединений. Карпов С.И - 18 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

18
2. СПЕКТРАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА
Среди физических методов при исследовании органических соедине-
ний, наряду с хроматографическими, наибольшее распространение получи-
ли спектральные методы. Наибольшую информацию можно получить при
изучении взаимодействий вещества с электромагнитным излучением в ши-
роком интервале частот, начиная с радиоволн и заканчивая γ-лучами. При
этом происходит изменение энергии молекул, которое определяется соот-
ношением
12
,EEE h
ν
Δ= − =
(13)
где
E
Δ
– изменение энергии системы;
21
, EE
– энергии системы в различ-
ных состояниях; h – постоянная Планка;
ν
– частота излучения.
При помещении молекулы в электромагнитное поле поглощение
происходит только в случае выполнения условия Бора (13).
При переходе из состояния Е
1
в Е
2
молекула поглощает энергию,
при возвращении из состояния Е
2
в Е
1
– излучает ее с той же часто-
той.
Электромагнитный спектр охватывает огромную область длин волн
или энергий. Основные области спектра, используемые в спектральном
анализе:
Интервал длин волн Участок спектра
10
–4
...0,1 нм, или 10
–13
...10
–10
м
γ-излучение
10
–2
...10 нм, или 10
–11
...10
–8
м Рентгеновское излучение
10...400 нм, или 10
–8
...4·10
–7
м Ультрафиолетовое излучение
400...760 нм, или 4·10
–7
...7,6·10
–7
м Видимый свет
760...10
6
нм, или 7,6·10
–7
10
–3
м Инфракрасное излучение
10
–3
...1 м Микроволны, или СВЧ
λ > 1 м
Радиоволны
1 нм = 10
–9
м.
Молекулярный спектральный анализ предполагает качественное и
количественное определение состава пробы по спектрам поглощения и
испускания. Энергию молекулы в первом приближении можно разде-
лить на три составляющие, связанные с вращением молекул как целого,
колебаниями образующих молекулу атомов и движением электронов в
молекуле.
Молекулярные спектры очень сложны, находятся в различных об-
ластях длин волн (частот) и подразделяются на электронно-
колебательные, колебательно-вращательные и вращательные. Расположе-
ны они обычно в области 10
5
–8×10
3
см
–1
(0,10–1,25 мкм); 8×10
3
–2,5–10
2
см
–1
(1,25–40 мкм); 2,5×10
2
–20 см
–1
(40–500 мкм) соответственно и характери-
                2. СПЕКТРАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА

      Среди физических методов при исследовании органических соедине-
ний, наряду с хроматографическими, наибольшее распространение получи-
ли спектральные методы. Наибольшую информацию можно получить при
изучении взаимодействий вещества с электромагнитным излучением в ши-
роком интервале частот, начиная с радиоволн и заканчивая γ-лучами. При
этом происходит изменение энергии молекул, которое определяется соот-
ношением
                          ΔE = E1 − E2 = hν ,                      (13)
где ΔE – изменение энергии системы; E1 , E2 – энергии системы в различ-
ных состояниях; h – постоянная Планка; ν – частота излучения.
       При помещении молекулы в электромагнитное поле поглощение
происходит только в случае выполнения условия Бора (13).
       При переходе из состояния Е1 в Е2 молекула поглощает энергию,
при возвращении из состояния Е2 в Е1 – излучает ее с той же часто-
той.
       Электромагнитный спектр охватывает огромную область длин волн
или энергий. Основные области спектра, используемые в спектральном
анализе:
Интервал длин волн                      Участок спектра
  –4                 –13      –10
10 ...0,1 нм, или 10 ...10 м            γ-излучение
  –2                –11      –8
10 ...10 нм, или 10 ...10 м             Рентгеновское излучение
                   –8         –7
10...400 нм, или 10 ...4·10 м           Ультрафиолетовое излучение
                        –7           –7
400...760 нм, или 4·10 ...7,6·10 м      Видимый свет
         6                –7      –3
760...10 нм, или 7,6·10 10 м            Инфракрасное излучение
  –3
10 ...1 м                               Микроволны, или СВЧ
λ>1м                                    Радиоволны
                –9
       1 нм = 10 м.

      Молекулярный спектральный анализ предполагает качественное и
количественное определение состава пробы по спектрам поглощения и
испускания. Энергию молекулы в первом приближении можно разде-
лить на три составляющие, связанные с вращением молекул как целого,
колебаниями образующих молекулу атомов и движением электронов в
молекуле.
      Молекулярные спектры очень сложны, находятся в различных об-
ластях длин волн (частот) и подразделяются на электронно-
колебательные, колебательно-вращательные и вращательные. Расположе-
ны они обычно в области 105–8×103 см–1 (0,10–1,25 мкм); 8×103–2,5–102 см–1
(1,25–40 мкм); 2,5×102–20 см–1 (40–500 мкм) соответственно и характери-

                                    18

Страницы