8.Строение и спектры молекул

Молекулы – мельчайшие частицы вещества, сохраняющие его химические и физические свойства. Молекулы состоят из одноименных или разноименных атомов, связанные между собой силами межатомной связи, называемыми химическими. Чтобы разложить молекулу на составляющие ее атомы необходимо затратить энергию => что при образовывании молекулы следует ожидать выделение энергии. Между атомами в молекуле существует взаимодействие, а энергия – мера этого взаимодействия. Как показывает опыт, межатомная связь в молекулах возникает между внешними валентными электронами в атоме. Об этом свидетельствуют 2 эксперементальных фактора: - резкое изменение оптических спектров атомов при образовании из них молекул. Оптические спектры атомов характеризуют состояние внешних электронов атома. – неизменность рентгеновского характеристического спектра атомов при вступлении их в молекулу. Рентгеновские характеристические спектры

характеризуют состояние внутренних электронных

слоев атома. Разобьем хар-ер сил, действующих

между атомами в молекуле. На больших расстояниях

атомы не взаимодействуют. При сближении атомов

появляются силы питяжения. Наряду с ними

возникают силы отталкивания, которые с

уменьшением расстояния возрастают гораздо более

резко. Одновременное действие 2-х противоположно

направленных сил приводит к сближению атомов на равновесное растояние. Расстояние r 0 отвечает минимуму пот-ой

энергии и называется длиной связи. Uo – энергия

диссоциации, равная работе, необходимой для того,

чтобы разложить молекулу на составляющие ее атомы.

В химии – 5 типов химических связей – ионная или

гетерополярная, ковалентная или гемеополярная, металлическая, Ван-дер-Вальское взаимодействие, водородная связь (H-связь).

9.Поглощение и рассеяние света

С классической точки зрения процесс рассеяния света заключается в том, что свет, проходя через вещество, возбуждает колебания электронов в атомах. Колеблющиеся электроны становятся источниками вторичных волн. Вторичные волны являются когерентными и поэтому должны интерферировать. В случае однородной среды вторичные волны гасят друг друга во всех направлениях, кроме направления распространения первичной волны. Поэтому рассеяние света, то есть перераспределение его по разным направлениям, отсутствует. В направлении первичной волны вторичные волны, интерферируя с первичной волной, образуют результирующую волну, фазовая скорость которой отлична от скорости света в вакууме. Этим объясняется дисперсия света

Следовательно, рассеяние света возникает только в неоднородной среде. Такие среды называются мутными. Примерами мутных сред могут быть дымы (взвеси мельчайших частиц в газах); туманы (взвеси капелек жидкости в газах); суспензии, образованные мелкими твердыми частичками, плавающими в жидкости; эмульсии, то есть взвеси частиц одной жидкости в другой (например, молоко – взвесь капелек жира в воде).

Если бы неоднородности располагались в определенном порядке, то при распространении волны получилась бы дифракционная картина с характерным для нее чередованием максимумов и минимумов интенсивности. Однако чаще всего их координаты не только случайны, но еще изменяются со временем. Поэтому вторичное излучение, возникшее на неоднородностях, дает довольно равномерное распределение интенсивности по всем направлениям. Это явление и называют рассеянием света. В результате рассеяния энергия первичного пучка света постепенно уменьшается, как и при переходе энергии возбужденных атомов в другие формы энергии. Так свет уличного фонаря в тумане распространяется не прямолинейно, а рассеивается во всех направлениях, и интенсивность его быстро убывает при удалении от фонаря, как вследствие поглощения, так и из-за рассеяния (рис. 4.13)

Поглощением(абсорбцией) света называется явление уменьшения энергии

световой волны при ее распространении в веществе вследствие преобразования энер-гии волны в другие виды энергии. В результате поглощения интенсивность света при

прохождении через вещество уменьшается.

При прохождении электромагнитной волны через вещество часть энергии волны

затрачивается на возбуждение колебаний электронов. Частично эта энергия вновь воз-вращается излучению в виде вторичных волн, возбуждаемых электронами; частично же

она переходит в другие виды энергии(например, в энергию движения атомов, т. е. во

внутреннюю энергию вещества). Таким образом, интенсивность света при прохожде-нии через вещество уменьшается- свет поглощается в веществе. Вынужденные колеба-ния электронов, а, следовательно, и поглощение света, становятся особенно интенсив-ными при резонансной частоте(см. изображенную пунктиром кривую поглощения на