Колебательно-вращательные спектры двухатомных молекул Электронно-колебательно-вращательные спектры двухатомных молекул

При воздействии видимого или ультрафиолетового излучения на вещество молекулы переходят из основного электронного состояния Ео в более высокие энергетические состояния ь 2, 3, Еп. Каждый такой переход сопровождается также изменением колебательных и вращательных состояний. Образующиеся электронные спектры поглощения во многом похожи на электронно-колебательно - вращательные спектры двухатомных молекул, но они гораздо сложнее и для них чаще наблюдаются области непрерывного поглощения из-за многочисленных отталкивательных электронных состояний. Расшифровка вращательной структуры таких спектров и определение по ним молекулярных постоянных является очень сложной проблемой, которая решена для довольно ограниченного круга соединений. [c.94]

Каковы правила отбора для переходов между колебательными состояниями полосатых (электронно-колебательно-вращательных) спектров двухатомных молекул [c.104]

ЭЛЕКТРОННО-КОЛЕБАТЕЛЬНО-ВРАЩАТЕЛЬНЫЕ СПЕКТРЫ ДВУХАТОМНЫХ МОЛЕКУЛ ( 13) [c.233]

В электронно-колебательно-вращательном спектре испускания двухатомной молекулы видна граница ( >р) между дискрет-ны.м и непрерывным спектром. Определите энергию диссоциации основного состояния (1>о), если известна энергия возбуждения одного из атомов ( ат), который образуется при диссоциации молекулы в возбужденном электронном состоянии. [c.114]

Общие замечания. Изучение спектров двухатомных молекул дает подробные сведения об их вращательных, колебательных и электронных уровнях энергии зная эти уровни энергии, можно определить точные значения между-атомных расстояний, частот колебаний и силовых постоянных, энергий диссоциации и других величин, характеризующих структуру двухатомных молекул (см. книгу автора Молекулярные спектры и структура молекул , I. Двухатомные молекулы )). Подобную же информацию о структуре многоатомных молекул можно почерпнуть, изучая их спектр. В настоящей книге рассматриваются те сведения, которые вытекают из изучения инфракрасных и комбинационных спектров многоатомных молекул ). Следующую книгу намечено посвятить данным, получаемым путем изучения видимых и ультрафиолетовых (электронных) полосатых спектров. Для многоатомных молекул часто положение сильно осложняется наличием нескольких междуатомных расстояний, нескольких силовых постоянных, нескольких величин энергии диссоциации и т. д., которые обычно приходится определять одновременно. Подобному усложнению структуры в общем случае соответствует весьма значительное усложнение спектров многоатомных молекул по сравнению со спектрами двухатомных молекул. Поэтому было бы нецелесообразным начинать изложение с опытных закономерностей, как это можно делать в случае двухатомных молекул. Вместо этого мы сначала изложим теорию, а затем применим ее для интерпретации наблюденных спектров. Так же, как и в книге Молекулярные спектры I, мы в основном ограничиваемся спектрами газов и паров. [c.11]

Отличие молекулярных спектров от атомных и их характерные особенности определяются тем, что во всех молекулах, кяк двухатомных, так и многоатомных, движение является более сложным, чем в ато.мах. Наряду с движением электронов существенную роль играют периодические изменения относительного расположения ядер — колебательное движение молекулы, а также периодические изменения ориентации молекулы как целого в пространстве— вращательное движение молекулы. [c.233]

Как было показано ранее, некоторые особенности вращательного и колебательного движений молекул удается объяснить на основе классической теории взаимодействия света с веществом. В противоположность этому электронное движение и электронные спектры могут быть рассмотрены достаточно строго только в рамках квантовомеханических представлений. Как и прежде, рассмотрение начнем с двухатомных молекул. [c.242]

Характерной особенностью спектров молекул, даже простейших — двухатомных, является то, что в них наряду с движением электронов существуют еще колебательные движения ядер относительно положения равновесия и вращательные движения молекулы в пространстве как целого. Это приводит к тому, что спектры молекул оказываются значительно сложнее спектров атомов. [c.648]

Хотя у двухатомной молекулы может быть всего лишь несколько электронных уровней, соответствующих связанным состояниям молекулы (см. 4.5), она будет иметь огромное количество колебательных и вращательных уровней (см. 4.8). Однако приведенное выше резюме напоминает, что имеет место определенная система в расположении вращательных и колебательных уровней. Это обстоятельство вместе с некоторыми правилами отбора, приведенными ниже, дает молекулярные спектры (т. е. радиационные переходы между уровнями), которые состоят из ряда правильно расположенных полос, каждая из которых состоит из большого числа регулярно расположенных линий. [c.122]

Так как основным электронным состоянием всех известных линейных многоатомных молекул является состояние И, нам не нужно рассматривать влияние на вращательно-колебательный спектр электронного момента количества движения Л. Роль электронного момента играет колебательный момент количества движения I, и поэтому структура инфракрасных полос линейных многоатомных молекул во всех отношениях подобна структуре соответствующих электронных полос двухатомных молекул. [c.409]

Переходы, для которых /=0 для верхнего и нижнего состояний (параллельные полосы, переходы И — il). Соответствующие полосы связаны только с изменением квантового числа J, равным пЬ 1, следовательно, эти полосы имеют только ветви Р и и не имеют ветви Q. Они совершенно аналогичны вращательно-колебательным полосам двухатомных молекул с основным состоянием или электронным полосам 2 — двухатомных молекул (ср. Молекулярные спектры I). [c.409]

Переходы с различных колебательных (и вращательных) уровней одного электронного состояния на уровни другого приводят в случае многоатомных молекул к появлению системы полос совершенно так же, как у двухатомных молекул. Однако колебательная структура спектров многоатомных молекул обычно значительно сложнее, поскольку в многоатомных молекулах имеется не одно колебание, а несколько. В особенности это относится к несимметричным молекулам, у которых нет других ограничений для переходов между колебательными уровнями, кроме обусловленных принципом Франка — Кондона (см. ниже). [c.142]

Как и для двухатомных молекул, изучение изотопических сдвигов в электронных спектрах многоатомных молекул может помочь при отнесении спектра к определенной молекуле (или радикалу), а также при проведении анализа колебательной структуры. Кроме того, как и в случае инфракрасных спектров многоатомных молекул, для получения полного набора силовых постоянных в основном и возбужденном состояниях необходимо иметь колебательные частоты изотопных молекул в этих состояниях. Наконец, колебательные изотопные сдвиги позволяют иногда делать заключения о геометрии молекулы, даже если не разрешена вращательная структура. [c.181]

Спектр энергетических уровней молекулярных газов значительно более сложен, чем одноатомных. В дополнение к обычным электронным уровням энергии молекула может также иметь энергетические уровни, возникающие из-за колебательного движения и из-за вращательного движения (см. рис. 1). Поэтому для данной электронной конфигурации, скажем, двухатомной молекулы существует несколько почти равномерно расположенных колебательных энергетических уровней, и каждому из них соответствует ряд вращательных подуровней. Расположение электронных энергетических уровней в молекулах похоже на их расположение в атомах, но расстояния между колебательными и вращательными подуровнями обычно в 20 500 раз меньше. В результате схема энергетических уровней молекулы газа становится чрезвычайно сложной. [c.58]

Вращательная структура электронно-колебательной полосы для двухатомной молекулы определяется ф-лой (26) и для дипольного излучения получаются, согласно правилу отбора Д7 = О, 1, три ветви — Q, Я и Р, частоты линий в к-рых даются ф-лами (29) и (27) (для 2—2 переходов А/ == О и Q-вeтвь отсут-ств ет). Однако, в отличие от колебательно-вращательных спектров. В и В относятся к различным электронным состояниям и могут сильно отличаться, поэтому В В" может быть сравнимо с В в В" наряду с В < В возможен и случай В > В". В результате в одной из ветвей (й-ветвь при В < В" и Р-ветвь при В > В") вращательные линии сгущаются, образуя резкую границу полосы — кант, и полоса оттенена в противоположную сторону. При В С В" получается оттенение в сторону меньших V (красное оттенение), при В >- В" — в сторону больших V (синее оттенение). Зависимость между V и то( (V = Го г )(рис. 16) наз. диаграммой Фортра. [c.296]

Структура комбинационного спектра часто является довольно -сложной даже для двухатомных молекул. В частном случае двухатомных молекул, имеющих электронный угловой момент тносительно оси молекулы, равный нулю (Л = 0), правила отбора [70] допускают колебательно-вращательные переходы. [c.120]

ФРАНКА—КОНДОНА ПРИНЦИП—утверждает, что электронные переходы в молекулах происходят очень быстро по сравнению с движением ядер, благодаря чему расстояние между ядрами и их скорости при электронном переходе не успевают измениться. Ф.— К. п. соответствует адиабатическому приближению и основан на приближённом разделении полной энергии молекулы на электронную энергию и энергию движения ядер (колебательную и вращательную), согласно Борна—Оппенгеймера теореме. По Ф.— К. п. в простейшем случае двухатомной молекулы наиб, вероятны электронные переходы, изображаемые вертикальными линиями на диаграмме зависимости потенц. энергии от межъядерного расстояния для двух комбинирующих электронных состояний (см. рис. 3 при ст. Молекулярные спектры). Впервые Ф.— К. п. сформулирован Дж. Франком (1925) на основе полуклассич. представлений, а Э. Кондон дал (1926) его квантовомеханич. трактовку. [c.372]

Рис. 1.8. С.хсма энсргстнчсских состояний двухатомной молекулы — различные электронные состояния — различные колебательные состояния Ег — различные вращательные состояния г — переходы, соответствующие электронно-колсбательно-вращательному спектру Хс, г— переходы, соответствующие колебательно-вращательному спектру V, — переходы, соответствующие вращательному спектру

Кроме рассмотренных полосатых спектров испускания и поглощения существуют спектры флуоресценции паров двухатомных молекул, возбуждаемые мощными монохроматическими лампами или лазерами. Если узкая монохромагическая линия совпадает с каким-либо электронно-колебательно-вращательным переходом, разрешенным правилами отбора (см. 10), то при поглощении света существенная часть молекул переходит в возбужденное электронное состояние Е/ с квантовыми числами v и J (рис. 1.34), а оттуда через примерно 10 с молекулы спонтанно переходят в нижележащие состояния согласно общим правилам отбора (см. 10). Если электронный переход относится к типу Е—2, то в спектре будет наблюдаться серия постепенно сходящихся дублетов (см. рис. 1.34). Компоненты дублетов обусловлены линиями Р- и / -ветвей (согласно правилу отбора Л/ = 1). Расстояния между дублетами примерно равны AG +mi- По схождению дублетов в сторону больших длин волн можно определить [c.80]

Таким образом, наиболее полная информация об энергетических состояних двухатомных молекул содержится в электронно-колебательно-вращательных спектрах. В настоящее время иссле- [c.81]

Электронная энергия двухатомных молекул. Электронные (полосатые) спектры двухатомных молекул. Колебательная и вращательная структура электронных спектров. Таблица Деландра. Определение частот колебаний. Спектральные методы определения энергии диссоциации двухато. шых молекул. Принцип Франка — Кондона на примере двухатомных молекул. [c.267]

За последнеэ время за рубежом был издан ряд монографий, посвященных спектрам атомов и молекул. Однако большинство из них нэ представляет особой ценности (некритический отбор материала, неполнота приводимых сведений, односторонность изложения). В этом отношении выгодно выделяются книги, написанные Герцбергом — крупным специалистом в области атомной и молекулярной спектроскопии. Перу Герцберга принадлежит серия книг по анализу спектров Атомные спектры и строение атомов , Молекулярные спектры и строение двухатомных молекул , Колебательные и вращательные спектры многоатомных молекул . Первая книга уже издана на русском языке, а треть предлагается в настоящее время вниманию советского читателя. (Отметим также, что автором обещана еще четвертая книга, завершающая серию по молекулярным спектрам Электронные спектры многоатомных молекул .) [c.6]

В случае линейных молекул с центром симметрии (принадлежащих к точечной группе >00 л, как, например, молекулы СО и С Н ) положительные вращательные уровни являются симметричными, отрицательные — антисимметричными по отношению к одновременной перестановке всех пар одинаковых ядер. Это имеет место для всех колебательных уровней, являющихся симметричными по отношению к инверсии (типы симметрии И, П , g,...) обратное соотношение имеет место для всех колебательных уровней, антисимметричных по отнопюнию к инверсии (типы симметрии П , Д ,. ..). На фиг. 99, б" показано несколько примеров. Все эти соотношения аналогичны соотношениям для различных электронных состояний двухатомных молекул их доказательство совершенно аналогично приведенному в книге Молекулярные спектры I, гл. V, 2, если рассматриваемые там электронные собственные функции заменить колебательными собственными функциями.. Для двухатомных молекул колебательные собственные функции всегда полносимметричны в данном случае предполагается, что электронная собственная функция является полносимметричной. Последнее утверждение практически всегда справедливо для электронного основного состояния, но не всегда справедливо для возбужденных электронных состояний, для которых поэтому нужно применять другие правила. [c.400]

Возмущения. Взаимодействие вращения и колебания, обусловливающее отмеченные выше систематические изменения уровней энергии, может также вызвать менее регулярные изменения — возмущения, подобные возмущениям, обнаруживаемым в двухатомных молекулах, в которых они, однако, могут возникнуть только вследствие взаимодействия вращения и движения электронов. Совершенно так же, как и в случае двухатомных молекул, эти возмущения всегда обусловлены взаимодействием двух близких по энереип состояний, обладающих одинаковыми значениями J, одинаковой четностью (- -, —) и одинаковой симметрией по отношению к перестановке одинаковых ядер (см. Молекулярные спектры I, гл. V, 4 и Крониг [542]). Однако, в то время как в двухатомных молекулах эти два состояния относятся всегда к двум различным электронным состояниям, в данном случае они могут принадлежать к одному и тому же электронному состоянию (основному состоянию), но к различным колебательным состояниям. Мы можем подразделить возмущения по их внешнему виду на колебательные и вращательные (совершенно так же, как и для двухатомных молекул) и по их природе на возмущения Ферми и возмущения Кориолиса (или на гомогенные и гетерогенные возмущения Мелликен [642]). [c.407]

В первом приближении вращение в каждом электронном состоянии многоатомной молекулы можно рассматривать независимо от колебательного и электронного движений, т. е. так же, как оно рассматривалось в основном электронном состоянии нри описании чисто вращательных спектров в гл. I тома II [23]. Однако в многоатомных молекулах взаимодействие с колебательным и электронным движениями имеет очень больише значение, даже больнгее, чем в двухатомных молекулах, и может приводить к корен- [c.71]

В гл. I рассматривались типы электронных состояний и относящиеся к ним колебательные и вращательные уровни для различных классов многоатомных молекул. Чтобы сравнить теоретические результаты с экспериментальными данными, необходимо теперь остановиться на переходах менл-ду этими уровнями. Точно так же, как и в случае двухатомных молекул, переходы с колебательных и вращательных уровней одного электронного состояния многоатомной молекулы на уровни другого состояния приводят к появлению системы полос. Однако структура такой системы полос для многоатомны. с молекул в общем случае значительно сложнее, чем для двухатомных. Большинство систем полос многоатомных молекул наблюдалось в спектрах поглощения, однако несколько систем наблюдалось и в спектрах испускания. [c.128]

Все полосы, связанные с колебательными переходами, рассмотренными в разд. 2, имеют тонкую структуру, которая обусловлена различными возможными вращательными переходами —точно так же, как и в случае двухатомных молекул. Часто эта тонкая структура не разрешена либо из-за того, что она слишком тесна и ее разрешение невозможно с помощью имеющихся средств, либо же по причине значительного уширения линий из-за предиссоциации. Оба эти обстоятельства чаще имеют место в электронных спектрах многоатомных молекул, чем в спектрах двухатомных молекул, так как моменты инерции многоатомных молекул обычно большие и существуют лучшие возможности для предиссоциации (гл. IV). Даже если предиссоциа-ция не происходит, для тяжелых молекул допплерова ширина вращательных линий может превышать расстояния между ними, и, конечно, в этом случае разрешение невозможно. [c.183]

В первых двух главах мы принимали как само собой разумеющееся существование различных стабильных электронных состояний многоатомных молекул и рассмотрели тины электронных состояний, их колебательные и вращательные уровни, а также структуру спектров, возникающих в результате переходов между этими уровнями. Теперь же рассмотрим следующую проблему какие электроппые состояния могут быть у данной молекулы согласно теории. Другими словами, попытаемся на основании квантовой теории установить все многообразие электронных состояний, их взаимное расположение и стабильность аналогично тому, как это сделано в гл. VI книги Спектры и строение двухатомных молекул [22]. [c.276]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...