Физико-химические методы анализа органических соединений. Карпов С.И - 30 стр.

части молекулы. Число возможных колебаний молекулы определяется ее
структурой: для нелинейной молекулы, содержащей N атомов, число воз-
можных колебаний равно 3N–6, для линейной – 3N–5. Некоторые из этих
колебаний имеют одинаковые частоты, поэтому соответствующие им по-
лосы поглощения накладываются друг на друга.
      Колебательные движения атомов в молекуле приближенно можно
разделить на два типа: 1) валентные колебания, когда наблюдается перио-
дическое смещение атомов вдоль валентной оси связи Х→Y (рис. 2.6, ко-
лебания 1а, 1б, 2а, 2б); 2) деформационные, при которых происходит из-
менение величины угла между двумя связями (рис. 2.6, колебания 1с, 2d).
      Изменение дипольного момента при колебании зависит от симмет-
рии системы. Если молекула обладает симметрией (плоскостью, осью,
центром симметрии или зеркально-поворотными осями), то все формы ее
нормальных колебаний характеризуются определенными свойствами сим-
метрии. Известны три случая поведения нормальных колебаний по отно-
шению к любой операции симметрии (см. рис. 2.6):
   1) нормальное колебание остается неизменным (симметричное);
   2) оно изменяет свой знак на обратный (асимметричное);
   3) оно переходит в другую форму нормального колебания (вырожденное).
      Для трехатомных групп состава YXY (например, СН2-групп) харак-
терны 4 типа деформационных колебаний: ножничные (bending), веерные
(wagging), крутильные (twisting) и маятниковые (rocking) (рис. 2.7).




    Рис. 2.7. Деформационные колебания групп атомов XYX: а) ножнич-
      ные; б) веерные; в) крутильные (торзионные); г) маятниковые

              2.3.2. Колебания двухатомной молекулы

      В случае простой двухатомной молекулы А–В имеет место един-
ственный вид колебаний – периодическое растяжение или сжатие вдоль
валентной связи А→В. Этот процесс приближенно описывается по зако-
нам классической физики. В таком случае молекулу рассматривают как
гармонический осциллятор с приведенной массой М и силовой кон-
стантой К, для которого применимы законы квантовой механики [9–11]:
                                 m AmB
                           М =           ,                     (22)
                                mA + mB
где m A и т B – соответственно масса атомов А и В.

                                  30