химический каталог




Современная органическая химия. Том 2

Автор А.Л.Терней

>c = Xv

где с — скорость света (3,0-1010 см/с), % — длина волны (см), у — частота [в циклах за секунду, или в герцах (Гц)].

Из этого уравнения следует, что существует обратно пропорциональная зависимость между частотой и длиной волны. С увеличением частоты длина волны уменьшается.

Данной частоте электромагнитного излучения отвечает энергия, определяемая следующим уравнением:

Е = hv

где Е — энергия (в эргах), h — постоянная Планка (6,02 «Ю-27 эрг-с), v — частота * (в герцах).

Отсюда следует, что энергия электромагнитного излучения находится в прямой зависимости от его частоты. С увеличением частоты излучения

высокая

увеличение энергии

увеличение частоты

низкая

ультрафиолетовая область

виЬимая ооласть

у—TZ :

голубой зеленый красный

_1_

_L

100

200

300

400 500 600 800 ^ 1000

?у-излу

чение

х-лучи

НФ-виЬимая область

J

I

"инфракрасная радиоволны

1 ( ~~

ойласть

10"

10"

Ю"1 10*1 10

Длина волны, мкм ?

10

? 5

10*7 НМ

Рис. 28-1. Электромагнитный спектр. Точные значения длин волн, отделяющих одну область от другой, достаточно произвольны. Длина волны возрастает слева направо, а частота и энергия возрастают справа налево. (Из работы: Moore J. A.: Elementary Organic Chemistry. Philadelphia, W. B. Saunders Company, 1974.)

возрастает и его энергия (с увеличением длины волны излучения его энергия падает).

Излучения, соответствующие различным областям спектра, характеризуются разными длинами волн (и частотами). Поэтому эти излучения должны иметь разные энергии.

* Здесь и ниже автор имеет в виду минимальную (элементарную) энергию электромагнитного излучения данной частоты (квант энергии). — Прим. перев.

Основные области электромагнитного спектра показаны на рис. 28-1. Некоторые обозначения и единицы, используемые для описания электромагнитного излучения, представлены в табл. 28-1.

Таблица 28-1

Определении и единицы измерения а

Величина и ее размерность Определение

Длина волны (к) 6 А о

Ангстрем; 1 А = 10-10 м

мкм Микрометр (прежнее название — микрон); 1 мкм = 10-6 м =

^Ю* А

им Нанометр (прежнее название —миллимикрон); 1 нм — = 10"» м=10 А

Частота (v)

Гц Герц (прежнее название — циклы за секунду)

см-1 Волновое число; равно величине, обратной длине волны, выраженной в сантиметрах (т. е. числу волн, укладывающихся па 1 см). Например, 10~3 см-»-1000 см-1

а Предпочтительными являются единицы Международной системы (СИ). J. Chem. Doc, 11, 3 (1971).

^ В литературе по ПК-спектроскопии наряду с волновыми числами все еще широко употребляемой единицей остается микрон (мкм). В этой главе будут использоваться только волновые числа.

1. Энергия может быть выражена в калориях или килокалориях. Учитывая, что

одна калория составляет 4,184-107 эрг, рассчитайте энергию (в калориях), соответствую-

щую излучению с длиной волны (а) 10 см; (б) 100 см; (с) 1000 см.

2. Выразите каждую из следующих величин в нанометрах

а) 1 м г) 3,67 см

б) 103 м д) 1,3-Ю-4 м

в) 0,025 м

3. Один ангстрем (1 А) равен 10~10 м. Определите, какой области спектра соответ-

ствует излучение с каждой из следующих длин волн. (Для первой длины волны дан ответ.)

а) 2000 А (ультрафиолетовая область) г) 6000 А

б) 3000 А д) 12 000 А

МОЛЕКУЛЫ ПОГЛОЩАЮТ ЭНЕРГИЮ ВО ВСЕМ СПЕКТРЕ, ОДНАКО ПОСЛЕДСТВИЯ ЭТОГО ОКАЗЫВАЮТСЯ ПОРАЗИТЕЛЬНО РАЗЛИЧНЫМИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОБЛАСТИ СПЕКТРА. ПОГЛОЩЕНИЕ РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧЕЙ, НЕСУЩИХ БОЛЬШУЮ ЭНЕРГИЮ, ОБЫЧНО ПРИВОДИТ К РАЗРЫВУ НЕСКОЛЬКИХ СВЯЗЕЙ, ТОГДА КАК ПОГЛОЩЕНИЕ РАДИОВОЛН, НЕСУЩИХ СРАВНИТЕЛЬНО НЕБОЛЬШУЮ ЭНЕРГИЮ, ПРОЯВЛЯЕТСЯ ЛИШЬ В НЕЗНАЧИТЕЛЬНЫХ ВРЕМЕННЫХ ИЗМЕНЕНИЯХ СУБАТОМНЫХ ЧАСТИЦ. УВЕЛИЧЕНИЕ ЭНЕРГИИ МОЛЕКУЛЫ (АЕ) В РЕЗУЛЬТАТЕ ПОГЛОЩЕНИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ СООТНОШЕНИЕМ

АЕ — hv==hc/Xt

ГДЕ /? —ПОСТОЯННАЯ ПЛАПКА (6,62«Ю-27 ЭРГ«С), V—ЧАСТОТА ПОГЛОЩЕННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (ГЦ), с — СКОРОСТЬ СВЕТА (3-Ю10 СМ/С), X — ДЛИНА ВОЛНЫ ПОГЛОЩЕННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (СМ).

СЛЕДУЕТ ИМЕТЬ В ВИДУ, ЧТО СУЩЕСТВУЮТ ДВА СПОСОБА ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЧАСТОТЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ.

ОДИН ИЗ ЭТИХ СПОСОБОВ (УЖЕ ИСПОЛЬЗОВАННЫЙ НАМИ) ЗАКЛЮЧАЕТСЯ В ТОМ, ЧТО ЧАСТОТУ ИЗЛУЧЕНИЯ ВЫРАЖАЮТ В ГЕРЦАХ И ИНОГДА НАЗЫВАЮТ «ИСТИННОЙ» ЧАСТОТОЙ. ОДНАКО НЕРЕДКО ХИМИКИ НАЗЫВАЮТ ЧАСТОТОЙ ДРУГУЮ ВЕЛИЧИНУ, КОТО-

в) 4000 А

рая не является истинной частотой, а пропорциональна ей. Это обратная длина волны (т. е. 1/длина волны). Можно видеть, что величина, обратная длине волны, пропорциональна истинной частоте, если вспомнить приведенное выше уравнение с = Xv и преобразовать его к виду ИХ — vie.

При представлении «частоты» по этому второму способу единицей измерения обычно служит см-1 (обратный сантиметр). Химики-органики, как правило, пользуются этими единицами при описании явлений, связанных с инфракрасным излучением.

ПОГЛОЩЕНИЕ. Каждый из различных интересующих нас процессов возбуждения молекул квантован, т. е. возбужденное состояние отделено от основного состояния дискретными, определенными количествами энергии. Поэтому молекула не может поглотить все «типы» частот спектра электромагнитного излучения, она может поглощать только те частоты, которые соответствуют энергии (Д#), требующейся для ее возбуждения с переходом с одного уровня на другой, более высокий. Это в свою очередь позволяет нам отнести определенные частоты поглощения к определенным переходам.

Каждая основная область электромагнитного спектра связана по крайней мере с одним типом переходов. Например, поглощение инфракрасного излучения определенной частоты вынуждает связанные атомы колебаться относительно их средних положений, а поглощение ультрафиолетового «света» приводит к переходам электронов из основного электронного состояния в возбужденное электронное состояние.

В этой главе автор ставит скромные цели — извлечь хотя бы немного сведений о строении молекул, не претендуя на всю ту информацию, которая заключена в спектрах. Требуется большое уменье, чтобы полностью интерпретировать молекулярный спектр любого типа, но часто не нужно полностью интерпретировать все спектры соединения, чтобы идентифицировать его.

28.3. ИНФРАКРАСН АЯ СПЕКТРОСКОПИЯ — ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ

Инфракрасная область спектра простирается от 4000 до 625 см-1 *. Области, примыкающие к инфракрасной, называются ближней инфракрасной (от 12 500 до 4000 см-1) и дальней инфракрасной (от 625 до 50 см-1) (слова «ближний» и «дальний» характеризуют близость к области видимого света).

Поглощение инфракрасного излучения вызывает колебания с изменением либо длин связей, либо углов между связями. Это озпачает, что в зависимости от частоты поглощенного излучения начинает периодически растягиваться определенная связь или искажаться определенный угол между связями.

Колебания, заключающиеся в изменении (положительном или отрицательном) длины связи между связанными атомами и не сопровождающиеся отклонением от межъядерной оси, называются валентными', колебания, при которых атомы смещаются с межъядерной оси, называются деформационными.

* Частоты в инфракрасной области спектр

страница 115
< 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

Скачать книгу "Современная органическая химия. Том 2" (22.75Mb)


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

 

 

Реклама
Кликай, получай скидку по промокоду "Галактика" в КНС - купить ноутбук для игр - федеральный супермаркет офисной техники.
купить билет шуфутинский концерт в воронеже 2017
Кровать с обивкой каркасса MEMORY
кардановые светильники

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
(23.02.2017)