Инфракрасная спектроскопия органических и природных соединений. Васильев А.В - 6 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГЛТУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

5
2. Инфракрасное излучение и колебания молекул
Инфракрасным излучением называют излучение с длинами волн от 0.5 до
1000 мкм. В ИК-диапазоне проявляются переходы между колебательными и
вращательными уровнями энергии молекул. Химические связи в молекулах
испытывают колебательные движения. Колебательная энергия молекул
квантована, т.е. поглощаемая энергия изменяется не непрерывно, а
скачкообразно. В результате колебательный (инфракрасный) спектр молекулы
представляет собой ряд пиков (полос поглощения), отвечающих разным
колебательным энергетическим переходам. Большинство колебательных
переходов в молекулах органических соединений реализуется в диапазоне длин
волн λ
λλ
λ от 2.5 до 25 мкм. В единицах волновых чисел ν
νν
ν = 1/λ
λλ
λ (cм
-1
), величин
обратных длинам волн, этот интервал составляет 4000-400 cм
-1
. Именно в этом
диапазоне волновых чисел осуществляют регистрацию ИК-спектров
органических и природных соединений (см. Приложение).
3. Теоретические основы инфракрасной спектроскопии
3.1. Гармонические и ангармонические колебания
Двухатомную молекулу АВ (или двухатомную группировку в составе
органической молекулы) можно представить в виде двух шариков с массами m
A
и m
B
, связанных между собой пружиной (упругой связью) с равновесным
расстоянием r
e
(рис. 1а). При смещении шариков А и В из положения
равновесия на расстояние ∆
∆∆
∆r возникает возвращающая сила f (рис. 1б),
стремящаяся вернуть систему АВ в исходное равновесное положение. Сила f
описывается с помощью закона Гука:
f = -k
∆r
,
∆
∆∆
∆r = r-r
e
– изменение длины пружины (связи); k – силовая постоянная пружины
(связи).

Страницы