18.9. Висновки

1. Атомна фізика довела, що особливих “хімічних сил” в природі не існує. Хімічний зв’язок є проявом електричних сил, що діють між зарядженими частинками, тобто електронами й атомними ядрами атомів, що входять до складу молекули.

2. Розрізняють декілька різновидів хімічних зв’язків: іонний (або гетерополярний), ковалентний (або гомеополярний), Ван-дер-Ваальса (або дипольний), водневий.

3. Гетерополярний зв’язок виникає внаслідок електростатичної взаємодії іонів.

4. Ковалентний зв’язок не має класичного аналога. Це квантове явище, яке виникає внаслідок обмінної взаємодії. Вона є проявом специфіки квантових законів руху систем однакових частинок і виникає внаслідок кулонівської взаємодії між електронами і ядрами. Вона зв’язана з кореляцією руху електронів, що виникає через симетризацію хвильових функцій відповідно до принципу Паулі. Ковалентний зв’язок з’являється, тому що стани двох тотожних частинок описуються не хвильовими функціями окремих частинок, а їхніми симетричними й антисиметричними комбінаціями.

5. Обмінна енергія має такі властивості: 1 - збільшується при збільшенні перекриття хвильових функцій взаємодіючих частинок, 2 - позитивна для симетричних спінових функцій і негативна для антисиметричних, 3 - насичується, бо існує граничне число попарних електронних зв’язків при утворенні молекул з атомів, 4 - виявляє направленість.

6. Ван-дер-Ваальсові сили є проявом взаємодії атомних диполів, що входять до складу молекули. Вони мають такі властивості: універсальність, незалежність від температури, короткодію в зрівнянні з гетерополярною взаємодією.

Глава 19. Спектри молекул

19.1. Загальна характеристика

Рис.19.1. Групи смуг молекулярних спектрів.

Молекулярні спектри значно складніші атомних. Вони залежать від атомного складу, структури, характеру хімічних зв’язків між атомами молекули та взаємодії з зовнішніми полями. Близькі за частотами лінії молекулярного спектру утворюють характерні групи ліній, які при спостереженні за допомогою спектрографів з середньою роздільною здатністю мають вигляд смуг. Тому виникла назва смугасті молекулярні спектри. Смуги збираються у групи, як це показано на схематичному рис.19.1, а з груп смуг утворюються системи або серії смуг. Складність молекулярних спектрів обумовлена більш складним рухом молекул по відношенню до атомів. У них крім руху електронів, подібного до руху в атомах, необхідно також враховувати коливання та обертання. Енергія електронів у молекулах є сумою трьох складових енергії: обертальної , коливальної (вібронної) і електронної

з

ієрархією: Тому, наприклад, обертальні спектри можна спостерігати лише при малих енергіях збудження молекул. При більших енергіях збуджуються як обертальні, так коливальні рухи, а при ще більших - усі різновиди рухів: обертальні, коливальні й електронні.

Між енергетичними рівнями можуть мати місце електронні переходи, дозволені правилами відбору. Внаслідок переходів з’являться спектральні лінії: обертальних, коливально-обертальних та більш складних електронно-коливально-обертальних спектрів. Частоти переходів між обертальними рівнями знаходяться у мікрохвильовому діапазоні (на шкалі хвильових чисел 0,03  30 см^-1), між коливальними рівнями у ІЧ (інфрачервоному) діапазоні (200 10 000 см^-1) а частоти переходів між електронними рівнями – у видимому та УФ (ультрафіолетовому) діапазонах.