1. ДӘріс тезистері
жүктеу/скачать 104,67 Kb.
|
Зат құрлысы лекция
- Бұл бет үшін навигация:
- Тақырып 10. Молекулалардың айналу, тербеліс және электрондық спектрлері
| Тақырып 9. Айналмалы күй
Екі атомды молекуланың айналмалы спектрі. Ротаторды айналмалы система деп қарастырады. Класссикалық ротатордың қозғалысы, ол сыртқы күштер әсер етпейтін, жазықтықта тұрақты бұрыштық жылдамдықпен айналу, ротатордың импульс моменті J тұрақты. Ротатордың квантты механикалық күйі екі мәнмен сипатталады, j және m. j саны 0,1,2,3…, тең болуы, ал m саны –j, j-1, j-2, …0, 1, 2, 3…j тең болуы мүмкін (j әрбір мәніне m 2j+1 мәні сәйкес келеді). Кванттық сан j импульстің моментінің шамасын анықтайды J: J=[j(j+1)]1/2ħ, мұндағы ħ=h/2π-модифицирленген Планк тұрақтысы. m саны фиксирленген оське импульс моменті проекциясының шамасын анықтайды: Jz=mħ. Ротатор энергиясы тек j тәуелді және келесі теңдеумен анықталады Евр=I2ω2/2I=J2/2I=j(j+1) ħ2/2I=(h2/8π2I) j(j+1) (1.1.1) Қатаң ротатор жуықтауында айналу кезінде молекуланың параметрлері тұрақты (I=const), сондықтан (1.1.1) былай жазуға болады Евр=Bj(j+1), (1.1.2) мұндағы B=h2/8π2I- айналу тұрақтысы (Дж өлшенеді). l=1 болған кезде сіңіру линиясының оптикалық тығыздығы сол кванттық деңгейдегі молекуланың концентрациясымен анықталады. J айналмалы деңгейдегі молекла саны Больцманның таратуынан анықталады. Nj=N0gjexp(-Ej/kT), мұндағы Nj – j-лі деңгейдегі молекула саны, N0-нолінші айналмалы деңгейдегі молекула саны, gj-энергия мәні бірдей деңгейшелер саны, Ej– j-лі айналмалы деңгейдегі энергияНормальды координаталар молекулалардың тепе-тең геометриялық параметрлерінің өзгерістерінің сызықты комбинациясын – оның координаталардың декарттық жүйесіндегі тепе-тең күйінің ішкі координаталарға қатынасын түсіндіреді). Нормальды координаталарды гармониялық жақындастыруда қолданғанда гармониялық осцилляторға арналған Шредингердің теңдеуі алынады, оның шешуі қарастырылған болатын. Тақырып 10. Молекулалардың айналу, тербеліс және электрондық спектрлері Кең тараған спектроскопиялық әдістер спектрлердің белгілі үш түрін жұтылу, шығару және шашыруды – зерттейді (шашыраған сәулені зондтайтын сәуленің бұрышы бойынша бақылайды). Осының нәтижесінде жұтылған немесе шығарылған сәуленің (немесе шашыраған) интенсивтілігінің түскен сәуленің толықын ұзындығына немесе жиілігіне (немесе шашырау бұрышына) тәуелділігіне алынады. Бақыланатын ауысулар жиілігі бойынша энергетикалық деңгейлер айырымын , яғни атомдар мен молекулалардың энергетикалық күйін табады; сызықтардың интенсивтілігі бойынша ауысу ықтималдылықтары бағаланады, және олардың негізінде молекулалардың симметриясын, олардың геометриясын, электрлік қасиеттерін анықтайды. Спектроскопиялық әдістермен энергетикалық–электрондық, тербелмелі, айнымалы деңгейлер арасындағы ауысуларды және солармен байланысқан электрондар мен ядродалардағы магнит моментінің бағыттарының өзгерістерін зерттейді. Сызықтардың интенсивтілігі, алдымен, юбастапқы деңгейдегі (төменгі – сәуле жұтылғанда, жоғары – сәуле шығарғанда) молекула санына пропорционал. Жылулық тепе-теңдік жағдайында деңгейлердің толуы Больцман теңдеуімен анықталады: Электрондық және көптеген тербелмелі ауысулар үшін , яғни және жоғарғы сезімталдыққа қол жеткізіледі (мысалы, УК – және ИҚ - спектроскопия). Бірақ, осыған байланысты, қарапайым температурада тек қана электрондық ауысулар емес, сонымен қатар тербелмелі және айналмалы ауысулар да бірден қозады. Осыған сәйкес, УК – және ИҚ-спектрлер құрылымының шешілуі төмен жалпақ сызықтармен сипатталады. Ал жағдайында (мысалы, ЯМР - спектроскопияда), керісінше (бөлме темпераутарсында ) және сезімталдығы төмен болады, бірақ аз шама болғандықтан құрылымы жақсы шешіледі. Сызықтардың интенсивтілігі квантты-механикалық іріктеу ережесіне сәйкес жүретін ауысулар ықтималдылығына пропорционал болады, яғни электрлік (дипольды, квадрупольды) және магниттік 2 сәйкес моменттерге пропорционал. Жиілік және интенсивтілікпен қатар, спектрлік жолақтар мен сызықтар кері есепті шешу арқылы зерттелетін заттардың молекулалық параметрлері мен қасиеттерінің үлкен қатарын сипаттайды. жүктеу/скачать 104,67 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|