Главное меню
Главная О сайте Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Аналитическая химия Ароматерапия Биотехнология Биохимия Высокомолекулярная химия Геохимия Гидрохимия Древесина и продукты ее переработки Другое Журналы История химии Каталитическая химия Квантовая химия Лабораторная техника Лекарственные средства Металлургия Молекулярная химия Неорганическая химия Органическая химия Органические синтезы Парфюмерия Пищевые производства Промышленные производства Резиновое и каучуковое производство Синтез органики Справочники Токсикология Фармацевтика Физическая химия Химия материалов Хроматография Экологическая химия Эксперементальная химия Электрохимия Энергетическая химия
Новые книги
Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 2" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 1" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 12" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 11" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 10" (Журналы)
Книги по химии
booksonchemistry.com -> Добавить материалы на сайт -> Органическая химия -> Бранд Дж. -> "Применение спектроскопии в органической химии " -> 5

Применение спектроскопии в органической химии - Бранд Дж.

Бранд Дж., Эглинтон Г. Применение спектроскопии в органической химии — М.: Мир, 1967. — 279 c.
Скачать (прямая ссылка): primeneniespektro1967.djvu
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 < 5 > 6 7 8 9 10 11 .. 87 >> Следующая

а—бензол;
Поглощение,
4.0
3,0
иэ
СП
2,0
Растворш ....... 776/76 С6Н,2



10
200
250
300 Л, мтк
W
350
J ,“С6Н6 Ч------ ~сн3 тмс^
—— -
3 4 5 6 7 8 9 10
Химический сдвиг т
расный (2) и протонный (5) спектры, толуол.
2 Дж. Бранд, Г. Эглинтон
18
Глава 1
Внутренняя энергия молекулы квантована, и поэтому молекула не может поглощать энергию беспорядочно, а только отдельными порциями, что вызывает ее возбуждение и переход с одного энергетического уровня на другой; иными словами, энергия Е в уравнении (1.3) должна точно соответствовать расстоянию между энергетическими уровнями молекулы. Это соответствие, впервые найденное Бором, является причиной высокой избирательной способности, наблюдаемой в молекулярных спектрах поглощения. Однако еще одной причиной служит то, что определенные переходы между энергетическими уровнями запрещены и не происходят даже тогда, когда молекула подвергается действию излучения подходящей частоты. Это ограничение числа наблюдаемых переходов представляет собой прямое следствие электромагнитного характера излучения и более подробно обсуждается в следующей главе.
Изменения в поступательной энергии при взаимодействии с излучением также запрещены, поэтому спектр не содержит полос,
Таблица 1.2
Универсальные постоянные
Скорость света, с 2,998-1010 см/сек
Постоянная Планка, h Число Авогадро, NА Постоянная Больцмана, k
6,625*1О-27 эрг-сек 6,023*1023 атом!моль 1,380•10~16 эрг/град
Энергия кванта излучения с длиной волны 1 см (v = l слг1) равна:
hcv~ 6,625*2,998* 10~17 эрг на молекулу =
6,625*2,998*IO-24 =-4~Т85- Кал Н3 молекУлУ =
(1 кал = 4,185* 107 эрг) 6,625*2,998.6,023*10-1
4,185 2,858 кал/моль
кал} моль
Область спектра Длина волны, см Волновое число, см-1 hv, кал/моль
Радиочастоты 500 0,002 0,00572
Микроволны 1 1,0 2,858
Инфракрасная область Ю-з (ю мк) 1 000 2 858
Видимая область 5* 10-5 (500 ммк) 20 000 57 170
Ультрафиолетовая область 2*10-5 (200 ммк) 50 000 142 924
Молекулы и излучение
19
которые соответствовали бы поступательному движению. Уровни вращательной энергии обычно расположены близко друг к другу, и поэтому если вращательный переход разрешен (что не всегда имеет место), то ему соответствует низкая частота поглощенного излучения и большая длина волны. Небольшие молекулы имеют уровни вращательной энергии, разделенные промежутками примерно 1 см"1 и менее, поэтому переходы наблюдаются в микроволновой области спектра. Незначительные энергии, связанные с радиочастотным излучением, могут в определенных условиях вызывать переориентацию спинов атомных ядер. Особый интерес в этом отношении представляют для органической химии ядра водорода, и случаи применения этой формы протонной спектроскопии описаны в гл. 3. Расстояния между колебательными энергетическими уровнями по величине на несколько порядков больше, и поглощение попадает в соответственно более высокие частоты: наиболее важные колебательные полосы наблюдаются в инфракрасной области примерно между 3 и 30 мк, причем соответствующие энергетические переходы имеют величину порядка 1—10 ккалЫолъ. Электронное возбуждение требует еще больших энергий, и для большинства молекул электронные спектры проявляются только в ультрафиолетовой области. Энергия возбуждения в этом случае возрастает до 60 ккал/моль и становится того же порядка, что и величина энергии диссоциации связей; поэтому не удивительно, что электронное возбуждение часто сопровождается фотохимическим разложением. Тем не менее сложные ненасыщенные молекулы обладают достаточно низкими энергиями возбужденных состояний, и для них поглощение можно наблюдать в видимой и даже в инфракрасной областях.
Теперь следует разъяснить, почему полосы поглощения имеют тенденцию группироваться в различных областях спектра. Энергии колебательного возбуждения соответствуют инфракрасным частотам, тогда как гораздо более значительные электронные переходы требуют энергий, которыми обладают ультрафиолетовые кванты, Обычно существует значительный промежуток между наиболее высоким колебательным переходом и наиболее низким электронным переходом, что предполагает прозрачность в видимой и ближней инфракрасной областях. В случае бензола этот промежуток простирается от группы инфракрасных полос вблизи 3000 слг1 (см. рис. J.4, а) через видимую область примерно до 38 000 см~% (263 ммк) в ультрафиолетовой области. На рис. 1.4, а и 1.4, б сравнивается поглощение бензола и толуола в одних и тех же областях длин волн. Уже с первого взгляда видно сходство ультрафиолетового поглощения и различие инфракрасных и протонных спектров. Причина этого весьма существенна. Ультрафиолетовое поглощение происходит в результате переходов в пределах систе-
20
Глава 1
мы я-орбиталей, на которые лишь слабо влияет метальный заместитель, что и обусловливает почти одинаковые спектры. В инфракрасном спектре толуола наряду с полосами, обусловленными колебаниями кольца, присутствуют отчетливые полосы, связанные с колебаниями метальной группы. Протонный спектр позволяет распознавать различные типы атомов водорода, так что и в этом случае в спектре толуола появляется лишний пик, соответствующий водородным атомам метальной группы. Следовательно, каждый вид спектра дает сведения совершенно различного типа; рассматриваемые же совместно, они как бы дополняют друг друга и поэтому представляют чрезвычайно полезный метод для выяснения структуры.
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 < 5 > 6 7 8 9 10 11 .. 87 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама