химический каталог




Физические методы исследования в химии

Автор Л.В.Вилков Ю.А.Пентин

тры, определяющие вращение.

Ввиду крайней громоздкости вывода основного уравнения, которое дано в специальной литературе (например, см. У. Козман: «Введение в квантовую химию». М., ИЛ, 1960), проследим лишь главные этапы вывода и физический смысл получающихся величин.

Распространение света в веществе с точки зрения классической теории связано с осцилляцией электронов в атомах и молекулах, которую вызывает падающий свет. Электромагнитная волна света, как указывалось, представляет систему двух взаимно перпендикулярных полей: электрического и магнитного. Обычно для задачи распространения света в веществе рассматривают только электрическую компоненту электромагнитной волны, так как сила Лоренца, действующая на электрон со стороны магнитного поля, равна е [vxB], где v — скорость электрона, В — магнитная индукция. Эта сила мала из-за малой величины v/c (Однако при анализе задачи распространения света в оптически активном веществе необходимо учитывать и влияние магнитного поля (рис. VIII.6). Используя теорию возмущений, можно получить выражение для электрического дипольного момента до, индуцированного полями If и В электромагнитной волны в молекуле, которая находилась в состоянии Фг, в виде суммы двух слагаемых:

|i#i-Pw(ff)+|i,HB), (VIII.17)

где до(#) и до(В) —электрические дипольные моменты, иидуци-рованные полями & и В падающей волны (рис. VIII.6, а),в = —.

Компонента до (В) обусловлена изменением во времени вектора В, которое вызывает возникновение электрического поля Щ (В), параллельного или антипараллельного В в зависимости от свойств

молекул (рис. VIII.6, б и рис. VII 1.6, в). Это означает, что до (В) перпендикулярно до(#).

Возникновение переменного электрического дипольного момента

в молекуле до (В) под влиянием переменного магнитного поля может быть качественно объяснено на основе спиральной модели молекулы, которая наиболее удобна для описания оптиче* ской активности. Такая модель подсказана экспериментами по распространению линейно поляризованного излучения в микроволновом диапазоне (Х~3 см) на отрезках левых и правых спиралей из медной проволоки диаметром 6...7 мм и длиной ~ 10 мм. В этих экспериментах доказано вращение плоскости поляризации совокупностями произвольно ориентированных спиралей одного типа.

С помощью классической электронной теории получены полуколичественные результаты оптического вращения для спиральных моделей молекул. Качественно появление электрического дипольного момента ре1(В) в молекуле видно из рис. (VII1.6, б) (VI11.6, в). Молекула показана в виде фрагмента спирали, ось которой направлена вдоль вектора В.

Через виток правой спирали (рис. VIII. 6,6) проходят силовые линии магнитного поля В световой волны, перпендикулярные линиям электрического поля Щ'. Положительное изменение во времени В, т. е. В<0, вызывает индуцированное поле $инд такого направления, что его магнитное поле Винд противоположно вызвавшему его появление полю В. Это изменение Винд вызывает движение положительного заряда вдоль спирали, которое приводит к появлению электрического дипольцого момента це,(В). В случае правой спирали це((В) направлен влево, а для левой спирали — вправо (рис. VIII.6, в). Направления дипольных моментов даны согласно физи' ческому определению вектора электрического дипольного момента от отрицательного полюса к положительному.

Индуцированные дипольные моменты \iei(&) и \xei{^) в молекуле изменяются во времени с такой же частотой, как и падающая волна. Это приводит к вынужденному излучению, т. е. к распространению света в среде. Однако имеются следующие особенности такого излучения, Векторы ё п В изменяются в одной фазе. Но

вектор В отстает по фазе на 90° от падающей волны (при дифференцировании косинус переходит в синус со знаком минус). Колеблющиеся диполи fiei(&) и |Uei(B) в веществе, представляющем слои молекул, создают плоский фронт рассеянного излучения, фаза которого отстает, в свою очередь, от фазы колеблющихся диполей также на 90°. Это означает, что волна, рассеянная диполем [це;(В), отстает от фазы подающей волны, на 180° и от [iei(&) на 90°. Но интенсивность волны, рассеянной диполем }iei(&), значительно меньше, чем интенсивность падающей волны, которая и определяет фазу волны в направлении поля &. Модуляция волны в направлении Щ волной, рассеянной диполем (UTE*(#)T влияет на изменение скорости прохождения суммарной волны — уменьшает ее в соответствии с уравнением v = cjn. Таким образом, для волны электрического поля падающего линейно поляризованного света при прохождении в оптически активном веществе должно наблюдаться вращение плоскости поляризации, так как кроме компоненты электрического поля в плоскости падающей волны появляется перпендикулярная компонента.

Квантово-механическое рассмотрение возникновения индуцированных моментов iiei{&) и це|(В), как уже говорилось, основано на теории возмущений. Величина це{(&) молекулы в состоянии i определяется поляризуемостью молекулы сц для v=?vhii

Г#/(&) = а#. (VIII.18)

Величина а/ определяется п

страница 68
< 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
капиллярная трубка для датчика давления
аренда мультимедийного проектора
протокол третьего узи
28 октября юнона и авось ленком

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
(23.08.2017)