химический каталог




Биохимия. Химические реакции в живой клетке. Том 3

Автор Д.Мецлер

ские уровни молекул

Полная энергия молекул равна сумме кинетической (поступательной), вращательной, колебательной и электронной энергии. Энергетические уровни, соответствующие вращательной, колебательной и электронной энергии, всегда дискретны. Световые кванты с длиной волны 0,2^-20 мм (50—0,5 см-1, с частотами от 1,5-1012 до 1,5-1010 с"1)» несущие Энергию 0,6—0.006 кЯж-ЭЙНШтейЧ-1 nn^fivwnflWYr мппртепи ПРПР

при комнатной температуре l-z-kbT или 3,7 кДж-моль-1 при 25°С).

водя их с исходного вращательного энергетического уровня на другой, более высокий. В соответствующих этим энергиям далекой инфракрасной или микроволновой областях спектры поглощения часто состоят из серий близко расположенных линий. Например, вращательный спектр газообразной НС1 представляет собой серию линий, отстоящих одна от другой на 20,7 см-1, начиная от указанного волнового числа и кончая 186 см~[ (54 мкм). Отметим, что энергия соответствующих квантов намного ниже энергии активации обычных химических реакций и ниже средней энергии поступательного движения молекул в растворе

Тем не менее эти значения энергии намного превышают энергию ядерных переходов в спектрах ЯМР (гл. 2, разд. 3,7). Сравните, например, частоту 100 МГц (108 с-1), использующуюся в ЯМР-спектроскопии, с частотами 1010—1012 с-1 микроволновых спектров.

Область колебательных энергий простирается от6 до 100 кДж-моль-1, что отвечает частотам --'500—8000 см-1. Соответствующие полосы поглощения находятся в инфракрасной области. Энергия возбуждения электронных уровней лежит в диапазоне 120—1200 кДж-моль-1, характерные частоты составляют 10 000—100 000 см"1 (длины волн 1000— 100 нм), а спектры находятся в видимой и ультрафиолетовой областях.

3. Инфракрасные спектры

Поглощение в ближней инфракрасной области определяется переходом молекулы с одного колебательного уровня на другой. Типичной частотой является частота, соответствующая максимуму полосы поглощения «амид А» — 3300 см-1 (длина волны 3,0 мкм), что отвечает примерно 1014 с-1. Анализ инфракрасных спектров обычно начинается с рассмотрения валентных колебаний двухатомной молекулы. Представим, что два ядра молекулы соединены пружинкой. Колебательную энергию такой молекулы можно рассматривать как энергию гармонического осциллятора. Согласно квантовомеханическому подходу, энергия осциллятора принимает только дискретные значения, а соответствующие энергетические уровни располагаются на одинаковом расстоянии друг от друга, равном hv, где v — частота кванта света, поглощение которого повышает энергию до значения, соответствующего следующему энергетическому уровню. В основном (невозбужденном) состоянии молекула уже обладает «энергией нулевых колебаний», равной половине энергии, необходимой для перехода на следующий уровень.

Гармонический осциллятор служит удобной моделью для описания поведения молекул, находящихся только на нижних колебательных уровнях; в состояниях с более высокой энергией наблюдаются существенные отклонения от модели. На нижних энергетических уровнях изменение расстояния между центрами атомов в ходе колебаний составляет ±10%, с повышением же энергии это расстояние увеличивается и движение становится ангармоническим. Энергетические состояния молекул часто изображают в виде кривых Морза, представляющих собой зависимость энергии от расстояния между ядрами (рис. 13-2). Когда это расстояние становится слишком малым, энергия резко возрастает. По мере растяжения связи наступает момент, когда дальнейшее небольшое увеличение энергии приводит к разрыву связи и к распаду двухатомной молекулы на атомы (или более сложной молекулы на фрагменты). Колебательные энергетические уровни изображают в виде горизонтальных линий, проведенных на соответствующих высотах на

f

Поскольку каждому колебательному энергетическому уровню соответствует множество вращательных подуровней, инфракрасные спектры

представляют собой набор полос поглощения, что обусловлено одновременным изменением колебательной и вращательной энергии молекул. Таким образом, вместо отдельных линий, отвечающих переходам

между колебательными уровнями, наблюдаются серии резких близко

расположенных линий. Примером такого рода служит полоса поглощения, соответствующая валентному колебанию связи

Н—О в газообразном НС1 с

максимумом 2886 см-1

(3,46 мкм): на самом деле она представляет собой набор почти равноотстоящих линий, расположенных по обе стороны от указанной основной частоты в интервале от ~2600 до ~3100 см-1. Расстояние между соседними линиями равно ~21 см-1, что соответствует вращательной частоте, находящейся в микроволновой области шкалы электромагнитных волн (Герцберг [8], стр. 55). При снятии спектра с низким разрешением наблюдается одна широкая полоса1).

Расшифровка инфракрасных спектров двухатомных молекул не составляет особого труда, но полосы поглощения более сложных соединений уже не удается отнести к колебаниям определенных химических связей. В этом случае говорят об основных (нормальных) колебаниях молекулы. Основными называю

страница 3
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266

Скачать книгу "Биохимия. Химические реакции в живой клетке. Том 3" (6.17Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
прокат оборудования для вечеринки
Фирма Ренессанс лестницы в доме фото - доставка, монтаж.
кресло руководителя manager
Предлагаем приобрести в КНС Нева проекционный экран цена - г. Санкт Петербург, ул. Рузовская, д.11, тел. (812) 490-61-55.

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(11.12.2016)