Спектры испускания и поглощения взаимнообратны

Спектры испускания и поглощения взаимнообратны - student2.ru

Рис. 27. Взаимная обратимость спектр испускания и поглощения водорода

Спектры комбинационного рассеяния

В процессе рассеяния может меняться длина волны света. Это явление носит название комбинационного рассеяния. Открыто в 1928 г. индийским физиком Ч. Раманом, Л.И. Мандельштамом и Г.С. Ландсбергом, поэтому называется рамановским рассеянием.

При этом в спектре монохроматического (лазерного) луча, прошедшего через жидкость, рядом с основной линией появляются дополнительные т.н. «стоксовы» и «антистоксовы» линии.

Механизм комбинационного рассеяния

Комбинационное рассеяние возникает вследствии колебаний дипольных молекул, индуцированных переменным электрическим полем волны света.

Спектры испускания и поглощения взаимнообратны - student2.ru

Рис. 28. Возникновение спектров комбинационного рассеяния (КР)

Анализ спектров КР позволяет выяснять строение молекул.

Пример: в спектре фосфористой кислоты (Н3РО3) была найдена частота, отвечающая валентному колебанию Р-Н

Инфракрасная спектроскопия

Энергия кванта ИК-излучения от 60 до 8 кДж/моль сответствует диапазону энергий колебаний ядер в молекулах и кристаллах и энергий теплового движения молекул и потому ИК излучение поглощается и его энергия переходит в энергию колебаний.

Характерные волновые числа колебаний групп атомов

1.≡С-H 3300-3340 см-1

2.=СH2 3080-3100 см-1

3. C6H5 -H 3000-3100 см-1

(Волновое число – величина, которая обратна длине волны).

Наличие характерных частот в (ИК) спектре поглощения позволяет обнаружить присутствие определенных групп атомов.

Интенсивность полос поглощения пропорциональна концентрации содержащих эти группы веществ.

Ультрафиолетовая и видимая спектроскопия

Энергия кванта УФ- и видимого излучения от 630 до 160 кДж/моль сответствует диапазону энергий перехода валентных электронов из основного состояния в возбужденное. Поглощение видимого излучения приводит к возникновению цвета вещества.

УФ и видимая спектроскопия позволяет делать выводы о строении соединений, характере химических связей, качественном и количественном составе.

Спектрофотометрия

Спектрофотометрия изучает связь спектров поглощения газообразных, жидких и твердых веществ с их составом и строением, а также с концентрацией их в растворах

Спектры испускания и поглощения взаимнообратны - student2.ru

Рис. 29. Схема спектрофотометра

1. Источник света; 2. Монохроматор; 3. Полупрозрачное зеркало; 4. Зеркало; 5. Кювета с образцом; 6. Кювета сравнения; 7. Фотоприемник; 8. Усилитель.


Радиочастотная спектроскопия

Ядерный магнитный резонанс

Под действием поглощаемого излучения радиочастотного диапазона ядра в постоянном магнитном поле переходят из одного энергетического состояния (со спином антипараллельным полю) в другое (с параллельным полю спином).

Если непрерывно облучать образец слабым радиочастотным излучением (сотни мегагерц), а напряженность магнитного поля плавно менять с помощью электромагнита: последовательно создаются резонансные условия для различных ядер и избирательно поглощаются определенные частоты радиоизлучения.

Использование ЯМР-спектров

Спектр сравнивается со спектром известного вещества – делается вывод о наличии функциональных групп, содержащих ядра определенных элементов (часто водорода). Ядра водорода поглощают излучение различных частот в зависимости от химического окружения.

Наши рекомендации