на модель коливань багатоатомних молекул складна. Розрахунки проведені тільки для найпростіших двохатомних молекул. Коливальна спектроскопія має в основному емпіричний характер, тобто основні частоти коливань отримані при зіставленні спектрів багатьох сполук одного класу. Це, однак, не применшує цінності методу.
Основними типами коливань є валентні і деформаційні.
Валенmнимu коливаннями називаються коливання ядер атомів уздовж лінії зв'язку і позначаються буквою? (?,? І т. д.).
наближену механічної моделлю валентних коливань може служити система з двох куль, пов'язаних жорсткої пружиною (тут кулі зображують атоми, а пружина хімічний зв'язок). При розтягуванні або стисненні пружини кулі почнуть коливатися навколо положення рівноваги, тобто буде здійснюватися гармонійне коливання, що описується рівнянням
де?- Частота коливання; F - силова постійна, що характеризує міцність зв'язку, або силу, що повертає кулі в положення рівноваги;- Приведена маса куль (атомів), що обчислюється за формулою:
Частоти валентних коливань визначаються масою атомів і міцністю (енергією) зв'язку. Чим маса більше, тим менше частота.
Можлива поява обертонів - коливань, частота яких більше в ціле число разів, ніж у основних (2?, З? і т.д.). Зазвичай інтенсивність обертонів багато менше: для першого обертони вона становить 1-10% від інтенсивності основного коливання; третій обертон виявити зазвичай не вдається.
В системі з трьох або чотирьох атомів можливі два типи валентних коливань - синфазное (в одній фазі, або симетричне, v ') і антифазні (у різних фазах, або антисиметричною,? as). Частота антифазні коливання завжди вище, ніж синфазного.
Деформаційні коливання пов'язані зі зміною валентного кута, утвореного зв'язками у спільного атома; вони позначаються буквою?. Для порушення деформаційних коливань потрібна менша енергія, ніж у випадку валентних коливань, і, отже, вони мають меншу частоту.
Із збільшенням числа атомів в молекулі число можливих коливань швидко зростає. У реальному молекулі коливання атомів тісно пов'язані один з одним і взаємодіють між собою. Спектри молекул являють собою складний набір різних коливань, кожне з яких проявляється у вузькому інтервалі частот.
Інтенсивність поглинання визначається, як і в УФ-спектроскопії, молярним коефіцієнтом поглинання, проте в цьому випадку точність вимірювання істотно менше. Зазвичай інтенсивність смуг висловлюють як поглинання (А) або пропускання (т) світлового потоку у відсотках. Смуги також оцінюють за інтенсивністю як сильні (с.), середні (СР) і слабкі (сл.).
.3.2 Отримання ІЧ-спектрів
В основі отримання ІЧ-спектрів лежить пряме поглинання світла при проходженні через шар речовини. З обширного діапазону ІЧ-випромінювання зазвичай використовується середня область (400 - 4000 см). в області ближнього ІЧ (4000-14300 см), де проявляються в основному обертони, проводять іноді кількісний аналіз. В далеку ІЧ-область (100-400 см) потрапляють тільки коливання зв'язків вуглець - метал.
Схема ІЧ-спектрометра подібна зі схемою УФ-спектрометра, проте конструкція приладів більш складна. ІЧ-випромінювання є тепловим; його джерелом зазвичай служить керамічний стрижень, розжарюється проходять електричним струмом. За допомогою системи дзеркал світловий потік розділяється на два однакових променя, один з яких пропускається через к...
