химический каталог




Физические методы исследования в химии

Автор Л.В.Вилков Ю.А.Пентин

"7")}^

(VIII.7)

Сложение уравнений &г и #г дает линейно поляризованный луч, так как этот луч имеет только одну проекцию на ось х:

% = %г = 2 0|cosco^_-~jji. (VIII.8)

Если амплитуды лучей с правой и левой круговой поляризацией различны, то на проекции в плоскости, перпендикулярной лучу, конец вектора огибающей опишет эллипс. Такой луч имеет эллиптическую поляризацию. Наибольшая ось эллипса будет суммой амплитуд лучей с круговой поляризацией, а меньшая ось — разностью этих амплитуд.

Идея о разложении линейно-поляризованного света на два луча с левой и правой круговой поляризацией была предложена О. Френелем для феноменологического объяснения явления оптической активности веществ. Лучи с разной круговой поляризацией имеют разную скорость распространения в оптически активных веществах, следовательно, разные показатели преломления (двулучепреломле-ние), т. е. vr=^=vi и пгфщ.

Если луч линейно поляризованного света вошел в оптически активное вещество в точке Z и прошел в этой среде расстояние D см вдоль Z, то соответствующие ему две компоненты с левой и правой круговой поляризацией будут иметь следующий вид (предполагается, что поглощения нет):

Ъ - »0{со. . [T - + So (sin * [T - -^F^)} J

(VIII.9)

и

NZ 4- nrd

nz + nrd

(VIII.10)

После выхода из оптически активного вещества в результате сложения двух лучей с левой и правой круговой поляризацией получаем снова линейно поляризованный луч. Действительно сложение дает

Jf«Jfr + «Г,« 2<0 cos » ^ПГЛ-Щ \{F NT~NT \

— A \{[ cos a) A i +

(VIII.ll)

Поскольку за пределами оптически активного вещества показатели преломления двух лучей равны, т. е. nr=ni=n, то в результате имеем

% = 2#0 cos со

п (г + d)

)••

(VIII.12)

Однако положение плоскости поляризации линейно поляризованного луча изменилось, поскольку перед выходом из вещества вектор напряженности электрического поля Щ имел компоненты &х по оси х и Щу — по оси у (рис. VIII.5). Их отношение определяет угол поворота плоскости поляризации. Принято считать за положительное направление вращение по часовой стрелке, если смотреть вдоль оси z на источник излучения (рис. VIII.5). Поэтому необходимо ввести знак минус для тангенса или изменить знак разности пг — щ\

%У ПГ — п.

TG{1= ""^Г^^" 2g *• (VIII.13)

Наконец, можно выделить выражение для угла поворота плоскости поляризации:

а= со—'——- d = n—J——- d.

2с А

(VIII.14)

Это уравнение Френеля, которое показывает, что положительное вращение наблюдается в случае щ>пг.

Следовательно, угол поворота плоскости поляризации света определяется разностью значений показателей преломления m—пг.

Поскольку а зависит от длины пути луча и концентрации вещества в исследуемом растворе, то принято рассчитывать удельное вращение в градусах для толщины слоя 10 см или 1 дм при заданных температуре / (°С) и длине волны X (нм):

CVHI.I6)'

где d — толщина слоя, дм; С — концентрация, выраженная в граммах оптически активного вещества, содержащегося в 100 мл раствора.

На основе удельного вращения вычисляют молекулярное (молярное) вращение [град/(дм«моль-мл)]:

М}

Мх-^ТяГ' (VIIU6)

где М — молярная масса вещества.

Здесь важно отметить, что вращение плоскости поляризации оптически активного вещества очень чувствительно к разности щ—nrt которая имеет порядок ~ Ю-6. Столь небольшие различия приводят к вращению на угол более 10° для D-линии натрия. Следует отметить, что в обычных рефрактометрических исследованиях точность определения показателя преломления не превышает 10~4. Удельное вращение [а]я,*, естественно, различно для разных веществ и составляет десятки и даже сотни градусов. Оно зависит от Я, а также от применяемого растворителя. Молекулярное вращение достигает величин порядка десятков тысяч градусов, что, конечно, не имеет определенного тригонометрического смысла, но важно как физико-химическая характеристика оптически активного вещества в данных условиях.

2. КВАНТОВО-МЕХАНИЧЕСКОЕ РАССМОТРЕНИЕ ОПТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ И СПИРАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ МОЛЕКУЛЫ

Феноменологические представления о различии показателей преломления для лучей с правой и левой круговой поляризацией не дают возможности установления более глубоких связей явления оптического вращения и молекулярных свойств. К сожалению, в теории оптической активности, как и в теориях ряда других методов, не достаточно полно решена прямая задача и поэтому ограничено решение обратной задачи метода. Прямая задача состоит в определении экспериментально измеряемого угла вращения а на основе молекулярных свойств. Взаимодействие света с веществом связано с характером волновых функций электронного состояния и их изменениями в электромагнитном поле волны. Однако волновые функции для электронных состояний многоатомной молекулы из-за трудностей задачи не известны с достаточной точностью. Поэтому так же, как и для электронных спектров, можно получить лишь частичное решение, вывести общие условия наблюдения явления вращения плоскости поляризации и выявить параме

страница 67
< 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

Скачать книгу "Физические методы исследования в химии" (2.22Mb)


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

 

 

Реклама
Стол компьютерный Мэрдэс СД-25С
medi в хабаровске
электропривод белимо ble230.
рабица продажа

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
(25.04.2017)