Реферат: Основы оптической спектроскопии - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Основы оптической спектроскопии

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 5320 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

8 Определенная часть электрома г нитного излучения, которую мы условно называем светом (независимо от того, в и димый это свет или невидимый) используется для физических и химических иссл е дований, в частности, для качественного (т.е. получения сведений о строении соединений) и количественного анализа. Эта часть электромагнитного излучения используется в тех методах, которые мы называем оптической спектроскоп и ей. у часток спектра электромагнитного излучения, используемый в аналитических целях в методах оптической спектроск о пии, показан на рис. F 1. Поглощение света веществом в ультрафиолетовой и видимой областях спектра зависит от электронной структуры мол е кул. При этом избирательность поглощения световой энергии является большим достоинством метода, так как характеристические группы могут быть определены в молекулах, сложность которых меняется в широких пределах. С этой целью используется сравнение спектров ра з личных молекул. Спектром называется зависимость интенсивности поглощения (пропускания или оптической плотности) от длины волны или волнового числа падающего на образец св е та, выраженную в числовом или в графическом виде. Значительная часть относительно сложной молекулы может быть прозрачна и поэтому спектр получается сходным со спектром гораздо более простой молекулы. В качестве примера можно сопоставить спектры гормона тестостерона и окиси мез и тила (рис. 2). На основании идентичности этих спектров можно сделать вывод, что в молекуле гормона содержится такая же группировка, ответственная за поглощение в этой области спектра, что и в окиси мезитила. Группы атомов, обусловливающие поглощение в видимой и ультрафиолет о вой областях спектра, имеют определенные названия. Сформулируем определение некоторых терминов. Хромофор. Ковалентно ненасыщенная группа, обусловливающая поглощение в видимой или ультрафиолетовой областях спектра (например, С=С, С=О и NO 2 ). Ауксохром. Насыщенная группа, которая, будучи присоединена к хромофору, изменяет как длину волны, так и интенсивность максимума поглощения (например, ОН, NH 2 и С l ). Батохромный сдвиг. Сдвиг поглощения в сторону более длинных волн вследс т вие замещения или влияния растворителя (красный сдвиг). Гипсохромный сдвиг. Сдвиг поглощения в сторону более коротких волн всле д ствие замещения или влияния растворителя (синий сдвиг). Гиперхромный эффект. Увеличение интенсивности поглощения. Гипохромный эффект. Уменьшение интенсивности поглощения. Максимумы полос поглощения, соответствующих некоторым изолированным связям и различным хромофорам приведены в таблицах 1 и 2 ( F 3). Теория Полная энергия молекулы равна сумме энергий ее связей, т.е. сумме эле к тронной, колебательной и вращательной энергий. Величина этих энергий убывает в сл е дующем порядке: Е эл Е кол Е вр (Рис. 4). Энергия поглощенного молекулой фотона, соответствующая УФ или видимой области спектра, изменяет электронную эне р гию молекулы, возбуждая ее валентные электроны. При этом электрон переходит с заполненной молекулярной орбитали на следующую орбиталь с более высокой энергией (разрыхляющую *- или у*- орбиталь). Разрыхляющие орбитали отмечаются звездочкой. Так, переход электр о на со связывающей -орбитали на разрыхляющую *-орбиталь обозначается как р*. Диаграмма энергетических уровней двухатомной молекулы показана на сл е дующей схеме (Рис. 4). Изменение конфигурации р- орбитали при электронном возбуждении м о лекулы этилена показано на следующем рисунке (Рис. 5). Ясно видно различие между связывающей орбиталью, объединяющей атомы углерода, и разрыхляющей, две части кот о рой сосредоточены на отдельных атомах, не связывая их. На следующем рисунке (рис. F 6) показаны энергетические уровни молекулы бут а диена. Видно, что уровни энергии связывающих орбиталей лежат в отрицательной о б ласти, а энергия разрыхляющих (несвязывающих) орбиталей положительна. Соотношение между энергией, поглощенной при электронном переходе, частотой, длиной волны и волновым числом в ы ражается следующим образом ( F 4): (1) Здесь h – постоянная Планка, равная 6,626 10 -34 Дж с. Что происходит при поглощении молекулой кванта энергии? Мы видели, что молекула, находящаяся в основном электронном состоянии перех о дит в возбужденное состояние. Существенно, что невозбужденная молекула нах о дится также и на основном колебательном уровне. Однако при поглощении кванта света происходит не только переход на более высокий электронный уровень, но молекула может одновременно переходить и на б о лее высокие колебательные уровни. Схема этого процесса показана на следующем рисунке (рис. 7). Из схемы, приведенной на следующем рисунке (рис. 8) видно, что переход молекулы при электронном возбуждении на все более высокие колебательные уровни приводит к возникновению спектра с выраженной колебательной структурой. При регистрации спектров растворов могут быть получены спектры как с кол е бательной структурой, так и без нее (рис. 9). Отсутствие структуры может быть связано как со свойствами самой молекулы, так и со свойствами среды, температ у рой. Характерный спектр бензола позволяет обнаружить его присутствие в различных растворителях даже в следовых кол и чествах. Например, для абсолютировании этанола часто используется ректификация его с добавкой бензола, так как бензол дает с водой азеотроп, который и отделяется от этанола. Однако в УФ спектре так о го этанола всегда видна картина, показанная на этом рисунке, что доказывает пр и сутствие в нем следов бензола. Из формулы (1) видно, что длина волны обратно пропорциональна, а волн о вое число прямо пропорционально энергии излучения. Т.е. с ростом энергии излуч е ния соответствующая длина волны уменьшается, а волновое число возрастает пр о порционально энергии. Поэтому многие современные приборы сконструированы т а ким образом, что регистрируемые спектры представляют собой функцию волнового чи с ла, а не длины волны. Рассмотрим теперь принципиальные схемы спектрофотометров и принципы их функционирования. Спектрофотометры могут быть диспергирующими и неди с пергирующими. Диспергирующий спектрофотометр состоит из следущих основных частей: 1. Источник излучения; 2. Монохроматор с диспергирующим элементом (призмой или диффракционной решеткой); 3. Кюветного отделения, куда помещае т ся исследуемый образец; 4. Приемника излучения и 5. Регистрирующего устройства. На следующем рисунке (Рис. 10) приведена схема простейшего однолучев о го спектрофотометра. Запись результатов производится вручную путем считывания показаний рег и стрирующего прибора (стрелочного или цифрового) для каждого значения длины волны. Следующий этап развития – это двухлучевые регистрирующие спектрофотометры, автоматически записывающие спе к тры в заданном интервале длин волн или волновых чисел. о птическая схема такого прибора показана на следующем рисунке. (Рис. 10). При работе такого прибора происходит автоматическое сканирование спектра в заданном диапазоне. Результаты фиксируются на самописце или запоминаются ко м пьютером. Скорость записи полного спектра в диапазоне длин волн от 200 до 900 нм или в шкале волновых чисел от 50000 до 11000 см -1 занимает н е сколько минут в зависимости от скорости сканирования. Двухлучевая схема облад а ет рядом преимуществ. Так, компенсируются любые флуктуации интенсивности и с точника излучения, повышается воспроизводимость получаемых результатов. Наконец, в последнее время произошел возврат к несканирующим приборам, в которых в качестве приемника излучения используется так называемая диодная матрица. Это тоже однолучевые приборы. Оптическая схема такого прибора пре д ставлена на следующем рисунке (Рис. 11). Продолжительность регистрации полного спектра во всем диап а зоне не превышает 1 секунды. Особенностью спектров, получаемых на таких приборах, является их преры в ность. Это значит, что значения оптической плотности изменяются не непрерывно в определенном интервале длин волн или волновых чисел, а скачкообразно, с зар а нее заданным шагом. Принцип получения такого спектра на спектрофотометре с д и одной матрицей показан на рис. 12. Точно такой же вид имеет спектр, записанный на компьютере, т.е. после оцифровки. При этом чем меньше шаг изменения длины волны или волнового числа при регистрации спектра, тем выше, при прочих равных условиях, точность результата. Рис. 3. Энергетические уровни молекулярных орбит а лей Рис. 4 Рис. 5 Рис. 7. Схема электронного воз буждения молекулы, приводящая к получению спектра с выраженной колебательной структурой Рис. 8. Вид спектров поглощения без и с выраженной колебательной структурой (раствор бензола в гексане или в этан о ле) Рис. 10. Схема двухлучевого спектрофотометра: 1 – источник излучения; 2 – диспергирующий элемент; 3 – модулятор; 4 – кюветное отделение; 5 – приемник излучения. Рис. 11. Схема спек трофотометра с диодной матрицей Рис. 12. Зависимость максимума поглощения незамещенного пол и ена от числа сопряженных связей с = с
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Сколько мужа ни корми, на следующий день он как будто и не ел вовсе.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru