2014-02-02
1001
| Спектральная область | ν, см-1 | λ, нм |
| УФ Вакуумная (дальняя) Ближняя Видимая ИК ближняя средняя (фундаментальная) дальняя | 1,33∙104 - 4∙103 4∙103 – 200 200 - 20 | 10 – 200 200 – 400 400 – 750 |
В каждой области оптического диапазона пользуются своими, наиболее удобными для измерения единицами. В ИК области пользуются исключительно единицами частот. В УФ и видимой областях обычно используют единицы длин волн.
Спектры атомов в УФ, видимой и ближней ИК областях возникают при переходах внешних (валентных) электронов из одних энергетических состояний в другие и в целом удовлетворительно описываются схемой, приведённой на рис.7.1 Отличительной особенностью атомных спектров является их линейчатая структура. Спектры атомов состоят из большого числа дискретных спектральных линий, объединяемых в отдельные спектральные серии. (линейчатый спектр ││││ ││ ││). Положение линий в переделах каждой серии подчиняется определённым закономерностям, характерным для атомов каждого элемента. Исследуя атомные спектры образца, можно установить наличие в нём тех или иных химических элементов.
|
|
|
Спектры молекул значительно сложнее спектров атомов, поскольку обусловлены не только электронными переходами, но и колебаниями атомных ядер в молекуле, а также вращательным движением самой молекулы как целого. Приближенно энергию молекулы Е можно представить в виде суммы электронной Ее, колебательной Еνи вращательной Еr энергией.
Е = Ее + Еν + Еr
По порядку величин эти виды энергии различаются весьма существенно: Ее >> Еν >> Еr. Качественная схема энергетических уровней двухатомной молекулы приведена на рис. Для простоты на ней изображены лишь два электронных уровня, а также относящиеся к ним колебательные и вращательные уровни.
Наибольшим различием энергий характеризуются электронные уровни. Колебательные уровни ν расположены значительно ближе друг к другу. Еще меньше разница в энергии вращательных уровней.
Е= Еэл+Евр+Екол
Здесь Евр – энергия вращения молекулы вокруг центра тяжести.
При изменении энергии электронов у молекулы одновременно изменяются колебательная и вращательная энергии и вместо электронных наблюдается электронно-колебательно-вращательные переходы. Поскольку их число весьма велико, то электронно-колебательно-вращательный спектр, обычно называемый электронным, принимает вид широких перекрывающихся полос в УФ, видимой и ближней ИК областях.
Молекулярные спектры чрезвычайно специфичны и широко применяются для идентификации веществ и исследования их структуры. (т.е. для качественного анализа)
