Молекулярные колебания. Константа упругости химической связи. Колебательные деформации ядерного остова. Амплитуды колебаний. Спектры ИК-поглощения.
Рефераты по химии / Молекулярные спектры / Молекулярные колебания. Константа упругости химической связи.
Колебательные деформации ядерного остова. Амплитуды колебаний. Спектры
ИК-поглощения.Страница 2
Величина = (6.62×10-27/2)/ (3.07×10 -24×5.369×1014)= 0.64×10-18 см2
Амплитуда нулевого колебательного уровня:
A0=(0.64×10-18 см2)1/2 » 0.8×10-9 см =0.08 A0
Это значение примерно на порядок менее длины связи.
Амплитуда первого колебательного уровня:
A0=(3×0.64×10-18 см2)1/2 » 1.39×10-9 см » 0.14 A0
Амплитуда возрастает на возбуждённых уровнях
ВЫВОД
Известно, что длина химической связи C-H в соединениях равна 1.06 - 1.1 A0.
Найденные амплитуды имеют разумные физические значения, составляя в основном и близлежащем возбуждённом состояниях 8-14% от длины связи.
Деформационные колебания (периодические изменения валентных углов): (эти вычисления Вы выполняете по мере возможности)
Периодические изменении валентных углов называются деформационными колебаниями. В этом случае амплитуда уже не линейная, а угловая.
Воспользуемся известными аналогиями в описании поступательного и вращательного движений. При переходе от линейного к вращательному движению следует заменить:
линейное смещение x -угловым отклонением .
линейную амплитуду A - угловой амплитудой .
массу - моментом инерции I.
Константа упругости линейного колебания k=заменяется аналогичной константой упругости углового (деформационного) колебания =I
Формула для расчёта линейной амплитуды превратится в формулу для вычисления угловой амплитуды.
Задача 2.
В спектре ИК-поглощения полиэтилена (-CH2-CH2-)2 наблюдается сравнительно небольшое число хорошо выделенных колебательных полос. Это полосы с частотами (волновыми числами) (720, 1420, 2800, 2900) см-1. Две первые полосы принадлежат деформационным колебаниям (маятниковому и ножничному). Две последние полосы принадлежат валентным колебаниям. Рассчитать амплитуды деформационных колебаний на основных уровнях (v=0).
Пример расчёта смотри в практикуме
“Методические указания к лабораторным работам по курсу “Физическая химия””
1985 год. “колебательная спектроскопия”, 4.5.2.Стр. 41-44.
Указание. В этой задаче главный упор делается на вычисление моментов инерции. У маятникового колебания он равен удвоенному моменту инерции связи C-H. У ножничного равен половине момента инерции связи C-H.
Повороты отдельных связей принимаются относительно атома C.
Информация о химии
Ле Шателье (Le Chatelier), Анри Луи
Французский физик и химик Анри Луи Ле Шателье родился в Париже. Его отец, горный инженер, принимавший участие в строительстве французских железных дорог, с раннего возраста прививал сыну любовь к наукам. Ле Шателье учился в коллеж ...
Кроуфут-Ходжкин (Crowfoot–Hodgkin), Дороти Мэри
Английский химик Дороти Мэри Кроуфут-Ходжкин родилась в Каире, в Египте, который в то время находился под властью Англии. Ее отец, Джон Уинтер Кроуфут, был известным специалистом классической английской филологии и археологом Егип ...
Торричелли (Torricelli), Эванджелиста
Итальянский математик и физик Эванджелиста Торричелли родился в Фаэнце в небогатой семье; воспитывался у дяди, бенедиктинского монаха. Учился в иезуитском колледже, а затем получил математическое образование в Риме у Б. Кастелли, ...