Учебное пособие для студентов 1 го курса фен

жүктеу/скачать 6,53 Mb.

Pdf көрінісі

бет	23/66
Дата	06.11.2023
өлшемі	6,53 Mb.
	#190004
түрі	Учебное пособие

1 ... 19 20 21 22 23 24 25 26 ... 66

Байланысты:
httpslib.nsu.ruxmluibitstreamhandlensu584Задачник Физическая20химия.pdfsequence=4&isAllowed=y
esse kychakova a.yu , 1 ОЖСӨЖ, КТЖ-8 сынып 2 сағ дұрысы (3)(1), 7 synyp fizika pnnen zerthanaly zhmystar 1421073646 83055, 70 сұрақ, 70 сұрақ, 70 сұрақ, ea9aefc2-5dec-47b9-81e0-fbcf35756848, Толағай тауының тарихын айтшы, эссе Динара (1), Сборник конф Фараби Әлемі 2023 химфак-печать

4.3.1. Электронная спектроскопия
Вопросы

Пример
4-1
: Рассчитать энергию кванта ЭМИ, поглощаемого
молекулой Н
2
при переходе из основного состояния в первое
возбуждѐнное:
1)
электронное;
2)
колебательное
;
3)
вращательное.
Решение:

1) Электронное возбуждение молекулы Н
2
означает, что
происходит переход электрона (
σ
→
σ*
) с
σ
-
МО на
σ*
-
МО, т. е.
происходит разрушение химической связи (
D
(H
2
) = 432
кДж/моль,
или 4,48
эВ). Таким образом, для электронного возбуждения
молекулы Н
2
требуется квант с энергией 4,48 эВ.
2) Для перехода Н
2
в первое возбуждѐнное колебательное
состояние необходим квант
∆Е
0-1
=
Е
1


Е
0
= 3/2
∙hν



1/2
∙hν
=
hν
.
Из справочных данных
ω
(Н
2
) = 439655 м
–
1
–
волновое число
собственных колебаний молекулы Н
2
.
∆Е
0-1
=
h
∙ω∙
c.
∆Е
0-1
(H
2
) = 6,626∙10
–
34
∙439655∙3∙10
8
= 8,74∙10
–
20
Дж, или 0,55 эВ.
3) Для перехода Н
2
в первое возбуждѐнное вращательное
состояние
∆Е
0-1
(H
2
) =
h
2
/
(
8
π
2
I
(H
2
))∙2. Из справочных данных
I
(H
2
) =

55
0,46∙10
–
47
кг∙м.Тогда
∆Е
0-1
(H
2
) = (6,626)
2
∙10
–
68
/(8(3,14)
2
∙0,46∙10
–
47
)·2 =
2,4∙10
–
21
Дж, или 1,5∙10
–
2
эВ.
Вывод, который следует из решения задачи:
∆Е
электр.
(4,48 эВ) >
∆
E
колеб.
(0,55 эВ) >
∆
E
вращ.
(0,015 эВ).
4.3.1.
Электронная спектроскопия

Электронная спектроскопия используется как для изучения
веществ, состоящих из
атомов
, так и веществ, состоящих из
молекул
различного состава.
Рассмотрим вопрос о спектрах поглощения (испускания) атомов
на примере атомарного водорода.
При поглощении атомом Н кванта света
∆Е = hν
происходит
возбуждение атома Н: переход электрона из состояния
n
= 1
(основное состояние) в состояние с
n
= 2 (первое возбуждѐнное
состояние).
Энергия состояния электрона для одноэлектронных систем
рассчитывается по формуле
Е
=

13,6∙
Z
2
/n
2

эВ.
А энергия возбуждения атома
H:

∆Е
i-
j
= 13,6(1/
n
i
2

1/
n
j
2
).
Для перехода
n
= 1 →
n
= 2
∆Е
1-2
= 10,2 эВ.
n
= 1 →
n
= 3
∆Е
1-3

= 12,1 эВ и т.д.
Из соотношения
∆Е
i-j
=
hν
(1)
можно вычислить частоту
ν
(
λ, ω
) поглощаемого кванта.
Очевидно, что спектр поглощения (испускания) атомарного
водорода является дискретным и характеризуется набором
ν
(
λ, ω
),
определяемых соотношением
(1)
. Получается спектр в виде серии
линий, соответствующих различным длинам волн (
λ
) поглощаемого
(испускаемого) излучения. Для атомов всех элементов характерны
именно линейчатые спектры.
E,
эВ

3,4

13,6
n = 2
n = 1

E
1-2

56
Спектр поглощения молекул получается более сложным. Для
молекул при возбуждении внешних электронов одновременно
может возникнуть много возбуждѐнных колебательных состояний,
каждому из которых может соответствовать много вращательных
состояний, т. к.

∆Е
электр.
>
∆
E
колеб.
>
∆
E
вращ.
Поэтому вместо одной линии в спектре поглощения молекул
каждому электронному переходу соответствует множество линий,
отвечающих
многочисленным
вариантам
сопутствующих
переходов между колебательными и вращательными состояниями
молекул. В результате электронный спектр поглощения молекул
представляет собой
набор полос
.
Положение максимумов полос поглощения для разных веществ
различно и определяется строением вещества.
Вопросы


Как связаны частота, длина волны и волновое число фотона?

Какой частоте, длине волны и волновому числу
соответствуют характерные электронные переходы в атомах и
молекулах? Почему электронную спектроскопию часто называют
УФ
-
спектроскопией?

жүктеу/скачать 6,53 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 19 20 21 22 23 24 25 26 ... 66