Составители:
Рубрика:
49
2. Переходы между различными уровнями электронной энергии могут происходить под
действием рентгеновского, ультрафиолетового и видимого излучений. Рентгеновское
излучение, фотоны которого обладают очень большой энергией, может приводить к
изменению положения внутренних электронов. Поглощение ультрафиолетового и
видимого излучений приводит к переходам внешних электронов молекул и атомов.
3. Колебания атомов, составляющих молекулы, ответственны за наличие
колебательных уровней энергии и поглощение инфракрасного излучения.
4. Изменения ориентации молекулы (вращение молекулы) связаны с поглощением
дальнего ИК и микроволнового излучения.
5. Наконец, изменения в ориентации спинов ядер и электронов молекул,
сопровождаемые очень малыми изменениями внутренней энергии молекулы, обусловлены
поглощением сантиметрового и метрового радиоизлучения.
Конкретные значения внутренней энергии молекулы (электронной, колебательной,
вращательной и т. д.) зависят от ее химической природы (составляющих ее атомов) и
структуры. Они определяют возможные переходы молекулы из одного состояния в
другое, сопровождаемые поглощением (или эмиссией) излучения, т.е. спектр поглощения
(излучения) молекулы. Поскольку каждая молекула состоит из конкретных атомов и имеет
определенную структуру, спектр ее поглощения (и
излучения) строго индивидуален. Эта
особенность является физической основой использования спектров поглощения (или
излучения) молекул для отождествления их химической природы и структуры.
Для примера на рис. 3.5 показаны уровни внутренней энергии гипотетической
двухатомной молекулы − электронные, колебательные и вращательные.
Совокупности горизонтальных линий А и В
на рисунке представляют собой два
электронных состояния молекулы
. Индексы v и j
характеризуют колебательные и вращательные
энергии, соответственно. Поглощение, в общем
случае, происходит при переходе молекулы из
состояния А, v
′′
, j′′ в состояние B, v
′
, j
′′
. Каждый
такой переход приводит к возникновению
электронно-колебательно-вращательной линии
поглощения. Таких переходов между
различными состояниями энергии может
происходить очень много (они ограничены
специальными правилами отбора).
Совокупность линий поглощения, возникающих
при переходах между двумя конкретными
электронными уровнями и множеством
колебательных и вращательных подуровней,
формирует электронную полосу поглощения.
Если электронное состояние
молекулы не
изменяется (энергия фотона для этого не
достаточна), но происходят изменения
колебательных энергий молекулы, что говорит о
колебательных полосах поглощения. С учетом
расщепления колебательных уровней энергии на
вращательные подуровни энергии, переходы
между колебательными состояниями сопровождаются и изменениями вращательной
энергии молекулы. Все эти переходы образуют линии, составляющие колебательно-
вращательную полосу поглощения
.
Рис. 3.5. Уровни энергии идеальной
двухатомной молекулы: (A) и (B) −
электронные; v
' и v
'' − колебательные; j
' и j
'' −
вращательные.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 47
- 48
- 49
- 50
- 51
- …
- следующая ›
- последняя »
