Внешние поля и спектроскопия

Постоянное электрическое поле

Ориентационная поляризация

Наблюдается только для молекул, обладающих постоянным дипольным моментом (полярных)

(при p = 1 D αориент ≈ 10–28 м3)

Индукционная поляризация

Наблюдается для любых молекул и атомов

(α'xx α'yy α'zz) — главные компоненты тензора поляризуемости.

Собственные векторы тензора

Эллипсоид поляризуемости

Влияние частоты переполюсовки поля

(ε = Ео/Еэфф)

Для неполярных молекул

РЕФРАКТОМЕТРИЯ

Поляризуемости химических связей

Постоянное магнитное поле

Но → Нэфф = Но + I

НАМАГНИЧЕННОСТЬ

аналог индукционной поляризации
(изменение характера движения электронов в соответствии с законом Ленца)

Парамагнитная (ориентационная) восприимчивость зависит от температуры:
χпара = | μ |2/3kT

Переменные электромагнитные поля (электромагнитное излучение)

Рассеяние ЭМ-излучения (света)

νрасс. = νо

Упругое
(Рэлеевское)

Зависимость интенсивности рассеянного излучения от его направления:
I = f (θ, ϕ)

Вид индикатрисы зависит от формы рассеивающих частиц

Влияние частоты света

Преломление ЭМ-излучения (света)

Атомные рефракции
(D-линия натрия)

Связевые рефракции
(D-линия натрия)

Вращение плоскости поляризации света

Хиральные молекулы
(не совместимы со своим зеркальным отражением)

Хиральный центр

Хиральные молекулы
(не совместимы со своим зеркальным отражением)

Хиральная ось

Хиральная плоскость

Оптически активны

Оптически
не активна

Эффект Фарадея

Оптически неактивные молекулы становятся активными при наложении внешнего магнитного поля

Дисперсия

Другие дифракционные методы

Электронография

Дифракционная картина

Рентгеноструктурный анализ (РСА)

Электронограмма

Рентгенограмма

Резонансные взаимодействия

Е

Электронные

Колебательные

Вращательные

Резонансные квантовые переходы

1 — дифенил
2 — трифенилметан
3 — дифенилметан
4 — 3-гептил-1,5-дифенил-пентан

УФ-спектры

λмакс —

λмакс = 504 нм (ε = 170000) и λмакс = 470

ИК-спектры

Влияние строения молекулы на ИК-спектр

Колебательно-вращательные спектры

Спектроскопия комбинационного рассеяния (КР-спектроскопия, Рамановская спектроскопия)

Спиновые состояния ядер

N = (2s1 +1)(2s2 +1)(2s3 + 1) = 5

ЯМР-спектроскопия (NMR)

hν = E1 – E2

Химический сдвиг — зависимость положения резонансной полосы от плотности электронного облака

Межъядерное (косвенное)
спин-спиновое взаимодействие
(КССВ)

ПМР-спектр высокого разрешения для этанола

1 2 3 4 5

Метод изотопных меток

Другие методы исследования структуры молекул

Метод радиактивных индикаторов (МРИ)

Масс-спектрометрия

Фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС)

Е

Рентгеновское излучение

М + hν M+ + e–

hν = Есвязи

Оже-спектроскопия

Свободные радикалы