Виды колебаний

Различают 2 вида колебаний:

- валентный;

- деформационный.

Валентными называют колебания вдоль линии связи атома. Они обозначаются . Валентные колебания могут быть симметричными и асимметричными.

Симметричные (ν_{sim O-H}) Ассиметричные(ν _{аs O-H})

Деформационными колебаниями называют колебания сопровождающиеся изменением валентного угла между связями у одного общего атома. Такие колебания обозначаются δ. Существует большое количество деформационных колебаний, однако наиболее распространённые следующие виды:

1. маятниковые: 3) веерные:

1. ножничные: 4) крутильные:

Валентные колебания требуют как правило больше энергии, а значит соответствующие полосы поглощения проявляються при больших значениях волнового числа.

Ик-спектрограф

ИК-спектры записываются на ИК-спектрографах.

В качестве источника излучения используют штифт Нернста (1), представляющий собой цилиндр из оксидов редкоземельных Ме, длинной 1 см и толщиной 2 см. Нагревают протекающими через него электрическим током до t=1200 ⁰С. Вместо штифта Нернста может быть использован глобар-нагреватель из оксида кремния. Излучаемое им ИК-излучение с помощью сферического зеркала (2) фокусируется на кюветах (3). В одной из них находится раствор анализируемого вещества, а в другой (кювете сравнения) – чистый растворитель. Пройдя через эти кюветы, излучение с помощью оптической системы зеркал направляется на монохроматор (4). В качестве монохроматора используется призма либо дифракционная решетка. Пройдя через монохроматор, излучение поступает на детектор (5). В качестве монохроматора используется призма или две дифракционные решетки. Призма медленно вращается вокруг своей, при каждом угле поворота через выходные щели (7) на детекторы (8) поступает излучение какой-то строго определенной длины волны.

Излучение во всем ИК-диапазоне непрерывно поступает на кюветы, пройдя через них, поступает на монохроматор. Монохроматор медленно вращается вокруг своей оси, по очереди поступает на детекторы излучение с последовательно возрастающей энергией или волновым числом. Если в какой то момент времени монохроматор настроен на пропускание излучения, которое не поглощается в кювете с веществом, то интенсивность излучения попадающего на оба детектора будет одинаковым. В соответствии с этим электрический сигнал от них будет также одинаковым, и взаимное вычитание этих сигналов дает нулевую линию прибора. Медленно вращающийся монохроматор в какой то момент времени настраивается на пропускание такой частоты, излучение которой поглощается веществом в кювете. В результате на детекторы попадает излучение различной интенсивности, что приводит к появлению полосы поглощения, регистрируемой системой регистрации. Поскольку ИК-излучение поглощается обычным стеклом и кварцем, то все детали оптики выполнены из солей, как правило, KBr, NaCl, CaCl₂.

ИК-спектры могут быть записаны для веществ находящихся в газообразном, жидком и твердом состоянии.

Для регистрации спектров газов используются кюветы толщиной до 40 см, представляющие собой 2 пластинки из соли, посередине которого находится пластиковый цилиндр.

Для регистрации спектров в жидкости капельку жидкости солевого вещества раздавливают между двумя солевыми пластинами получая слой 0,01 мм. Использование более толстых слоев нецелесообразно, так как спектры получаются не качественными.

Возможна также регистрации спектров растворов анализируемых веществ. В качестве растворителя необходимо брать простой структуры растворитель. Например, ССl₄, который поглощает при 800 см^-1.

Используется также СS прозрачный выше 300 см^-1.

Основным недостатком этих растворителей является высокая токсичность, а также что многие вещества в них не растворяются.

Для получения спектров вещества растворяют в этих растворителях в концентрации 10^-2 – 1 моль/л и помещают между солевыми пластинками, создавая толщину слоя 0,1 – 1 мм.

Если вещество не растворяется в этих растворителях, то возможна регистрация спектра суспензии этого вещества в вазелиновом масле.

Возможна также регистрация спектра для твердых веществ. В этом случае анализируемое вещество тщательно перебирают с KBr. Из полученной смеси прессуют таблетку, толщиной 0,25 мм. Получается полупроницаемая таблетка толщиной 0,25 мм.