Т. Р. Рыспеков, Б. Д. Балғышева
Молекулалық спектроскопия
жүктеу/скачать 0,83 Mb.
|
treatise140794
- Бұл бет үшін навигация:
- Электромагнитті сәулелену мен спектроскопия диапазондары
| 3.6 Молекулалық спектроскопия
Молекулалар электронды энергетикалық деңгейінен басқа, айналмалы және тербелмелі қозғалысына байланысты энергетикалық деңгейге ие болады. Кез-келген сызықты көпатомды молекула ауырлық центрінен өтетін, үш өзара перпендикулярлы өсьтер бойымен айнала алады. Сызықты (соның ішінде екіатомды) молекулалар үшін бұл өсьтердің біреуі барлық атомдар ядросы орналасқан түзу сызықпен сәйкес келуі тиіс. Сондықтан сызықты молекулалар қалған екі өсь бойымен ғана қозғала алады. Молекуланың толық энергиясын келесі теңдеу арқылы айтарлықтай дәл сипаттауға болады: Етолық = Еэлектронды + Етербелмелі + Еайналмалы. Әдетте, электронды энергетикалық деңгей мен ауытқу деңгейінің ара-қашықтығы, айналмалы деңгей арақашықтығына қарағанда көбірек болады. Молекуланың электронды ауысулар (яғни бір электрондық деңгейден екіншіге өту) спектрдің көрінетін және УК бөлігінде электромагнитті сәулелердің жұтылуы не шашырауы арқылы, ауытқитын ауысулар спектрдің ИК және ИК-ге жақын аймағында сәулелердің шашырауы не жұтылуы арқылы, айналмалы ауысулар спектрдің ИҚ және одан да ұзын толқынды аймағында сәуле шашырау арқылы жүреді. 33-кестеде электромагнитті сәулеленудің диапазоны көрсетілген, энергиялары әр түрлі бірлікте келтірілген, сондай-ақ әр диапазонда қолданылатын сәулелену көздері мен қабылдау қондырғылары көрсетілген. 33-кесте
Молекуланың энергетикалық деңгейлерінің квантты сипатын заманауи спектроскопиялық зерттеулерде молекулалар идентификациясы мен олардың молекулалық құрылымын анықтау үшін қолданады. Мысалы, айналмалы ауысуларды спектроскопия әдісімен, спектрдің ИҚ-дан үлкен аймағы мен микротолқынды спектроскопия әдісімен зерттеу валенттілік бұрыштары мен молекулалық байланыс ұзындығын дәл анықтауға мүмкіндік береді. ИҚ спектроскопия әдісі ИҚ сәулеленудің түйіні, толқын ұзындығы (λ) 2,5-15 мкм аралығында өзгеріп, зерттелетін үлгі арқылы өтеді. Көбіне үлгіні нығыздап, жұқа таблеткаға айналдырады да мөлдір инфрақызыл сәулелі ортаға – натрий хлоридті ұстағыш арқылы енгізеді. Күміс хлоридін кварц немесе шыны инфрақызыл сәулелену үшін мөлдір болмағандықтан пайдаланады. Натрий хлоридінен жасалған призманың орны, қабылдағыш қондырғыны детектрлеу арқылы спектрометрдің қалыңдығы сәулеленудің толқын ұзындығын анықтайды. Үлгі сәулені жұту әр түрлі толқын ұзындығына, молекулалардың қозуы мен төменгі ауытқитын энергетикалық деңгейінен келесі аса жоғары ауытқитын деңгейге ауысуына (әдетте ең төмендегіге) сәйкес келеді. Толқын ұзындығын, жиілікті немесе сәуленің жұтылуының толқындық санын тіркейді. Оның жұтылуы электронды қондырғылармен детектрленеді. (2-кесте) және график түрінде жазылады. Тар аймақта қатты жұтылу жиіліктері спектрде өткір шың немесе спектральды сызық күйінде көрінеді. Жұтылу шыңдары үнемі қысыңқы немесе өткір болмайды, себебі әрбір ауытқу энергетикалық деңгей бірнеше айналмалы энергетикалық деңгейден өтеді. Соның әсерінен әрбір ауытқу ауысымдары бір-біріне көптеген ауытқу-айналмалы деңгейлермен әсер етеді. Жұтылу сәулелерінің әр түрлі жиіліктері молекулаішілік атомаралық байланыстарды оятудың біркелкі емес деңгейіне жатады. Мысалы, ауытқу валенттілігі С=О (ауыспалы ұзару және ұзындықтың қысқаруы) толқын ұзындығы 6 мкм-ден (1780 – 1850 см-1) кем аймақта жүреді. С-Н байланыстарының ауытқулары 3 және 4 мкм аралығы (2800-3000 см-1) аймағында жүреді. Жұтылу шыңдары басқа байланыстар немесе күрделі молекулаішілік ауытқулармен, спектрдің басқа аймағында энергия өзгерісіне байланысты болады. 34-кестеде ИҚ спектрінде кейбір байланыстардың жұтылау шыңдарына тән толқындық сандар көрсетілген. 34-кесте жүктеу/скачать 0,83 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|