
- •Глава 1. Общие вопросы спектроскопии молекул
- •1.1. Единицы измерения энергии и длины волны различных видов излучения
- •Переводные множители единиц измерения энергии
- •Длины волн, частоты и энергии различных диапазонов
- •1.2. Ширина уровней энергии и спектральных линий
- •1.3. Распределение молекул по уровням энергии
- •1.4. Вероятности оптических переходов
- •1.5. Квантовомеханический расчет вероятностей переходов
- •1.6. Правила отбора для различных типов излучения и поглощения
- •1.7 Поглощение света классическим электрическим осциллятором
- •Глава 2. Вращательные спектры молекул
- •2.1. Вращение двухатомной молекулы. Классический случай
- •2.2. Квантовомеханический случай
- •Значения вращательной энергии Евр двухатомной молекулы в зависимости от j
- •Вращательные постоянные , межъядерные расстояния re
- •2.3. Вращательные спектры многоатомных молекул
- •2.3.1. Деление молекул на сферические, симметричные и асимметричные волчки
- •2.3.2. Вращательные уровни энергии сферического волчка.
- •2.3.3. Вращательные уровни энергии и спектры молекул типа симметричного волчка
- •2.3.4. Уровни энергии и спектры молекул типа асимметричного волчка
- •Значения энергии вращательных уровней молекулы н2о, см–1
- •2.4. Применения вращательных спектров молекул
- •Вращательные постоянные (в см–1), межатомные расстояния и дипольные
- •Вращательные постоянные и структурные параметры некоторых
- •Глава 3.
- •3.1.Образование двухатомной молекулы. Представление о ее потенциальной кривой.
- •3.2. Колебания двухатомной молекулы как гармонического осциллятора
- •3.2.1. Механическая модель двухатомной молекулы
- •3.2.2. Квантовомеханический случай
- •3.3. Колебания двухатомной молекулы как ангармонического осциллятора
- •3.3.1. Аппроксимация зависимости потенциальной энергии от межьядерного расстояния в реальной молекуле (кривая Морзе)
- •3.3.2 Уровни энергии, правила отбора и спектры двухатомной молекулы как ангармонического осциллятора
- •3.4. Определение энергии диссоциации двухатомной молекулы
- •3.4.1. Аналитический метод
- •3.4.2. Метод графической экстраполяции (метод Берджа – Шпонер)
- •3.5. Колебательные спектры двухатомных молекул с изотопным замещением
- •3.6. Колебательно-вращательные спектры двухатомных молекул
- •3.6.1. Общая характеристика колебательно-вращательных
- •3.6.2 Колебательно-вращательные спектры. Ик-поглощения
- •3.6.3. Колебательно-вращательные спектры кр
- •3.6.4. Интенсивности линий вращательной структуры
- •Глава 4 колебательные спектры многоатомных молекул
- •4.1. Колебательные степени свободы многоатомной молекулы
- •4.2. Колебания многоатомной молекулы в классическом случае
- •4.3. Нормальные координаты и колебания.
- •4.4. Малые колебания в квантовой механике
- •4. 5. Классификация нормальных колебаний по форме
- •4.6. Симметрия молекул
- •4.6.1. Группа. Определение и основные свойства
- •4.6.2. Элементы и операции симметрии
- •4.6.3. Точечные группы симметрии и их элементы
- •Группы симметрии молекул
- •4.7. Примеры применения групповых законов к конкретным молекулам
- •Одно из возможных представлений группы с3
- •4.8. Представления группы симметрии. Линейные преобразования координат, соответствующие операциям симметрии
- •4.9. Выбор колебательных координат для характеристики колебательного движения атомов в молекулах
- •4.10. Анализ симметрии колебаний с помощью теории групп
- •4.11. Типы симметрии колебаний молекул
- •Типы симметрии колебаний и характеры представлений точечной группы симметрии d6h
- •4.12. Порядок нахождения числа колебаний различных типов симметрии
- •Характеры приводимых представлений молекулы воды точечной группы симметрии с.
- •Характеры приводимых представлений молекулы бензола точечной группы симметрии d6h
- •Интерпретация колебательного спектра бензола
- •Частоты и симметрия колебаний свободной и бидентатно-координированной нитратной группы
- •4.14. Спектры комбинационного рассеяния многоатомных молекул
- •4.15. Правила отбора в колебательных спектрах
- •Результирующая симметрия для сочетаний вырожденных состояний точечной группы симметрии d6h
- •4.16. Характеристические частоты колебаний молекулы
- •Характеристические частоты колебаний отдельных функциональных групп
- •Глава 5
- •5.1. Колебательная структура электронного спектра двухатомной молекулы
- •5.2.Относительная интенсивность полос в электронно-колебательном спектре двухатомной молекулы. Принцип Франка – Кондона
- •5.2.2. Квантовомеханический принцип Франка – Кондона
- •5.3. Химическая связь в двухатомной молекуле
- •5.3.1. Общие сведения о двухатомной молекуле
- •5.3.2. Основы метода молекулярных орбиталей (мо)
- •5.4. Типы химических связей в двухатомных молекулах. Σ- и π-связи
- •5.5. Систематика электронных состояний в двухатомной молекуле
- •5.6. Молекулярные электронные оболочки в двухатомной молекуле
- •5.7. Вращательная структура электронно-колебательных полос
- •5.8. Взаимодействие электронного и вращательного движений
- •5.9. Правила отбора в электронно-колебательно-вращательных спектрах двухатомных молекул
- •Глава 6 Электронные спектры многоатомных молекул
- •6.1. Электронные состояния и химические связи в многоатомных молекулах
- •6.1.1 Характеристика электронных состояний в многоатомных молекулах
- •6.2.2. Молекулярные орбитали молекулы формальдегида н2со
- •6.2.3. Молекула бензола с6н6
- •6.4. Некоторые вопросы теории электронно-колебательных спектров многоатомных молекул
- •6.4.1.Адиабатическое приближение
- •. Учет электронно-колебательного взаимодействия. Эффект Герцберга – Теллера
- •6.6. Электронные спектры поглощения ароматических соединений в газовой фазе
- •6.6.1 Бензол
- •6.7.1. Растворы. Ван-дер-ваальсово взаимодействие
- •Молекулярные постоянные и величины межмолекулярных взаимодействий в различных средах
- •6.7.2 Модель Онзагера
- •Реактивное поле, рассчитанное в модели Онзагера, равно
- •6.8. Электронные спектры поглощения растворов бензола и его производных
- •6.8.1. Общие замечания
- •6.8.2 Спектры растворов бензола и его производных с алкильными заместителями
- •6.8.3. Спектры поглощения производных бензола с заместителями, содержащими неподеленные пары электронов
- •6.9. Электронные спектры молекул в твердотельных матрицах. Эффект Шпольского
- •6.10. Электронные спектры поглощения молекулярных кристаллов
- •6.10.1.Общая характеристика молекулярного кристалла
- •6.10.2. Возникновение экситонных состояний в кристаллах. Давыдовское расщепление
- •6.10.3. Электронные спектры поглощения кристаллов бензола, нафталина и антрацена
- •Литература
Группы симметрии молекул
Группа |
Элементы симметрии |
Примеры молекул |
1 |
2 |
3 |
С1 |
Ось первого порядка, полное отсутствие симметрии |
Вторичный бутиловый спирт(асимметричный тетраэдр) |
Сi |
Центр симметрии i = S2 |
Мезовинная кислота |
С2 |
Ось симметрии второго порядка |
Перекись водорода |
Сs |
Плоскость симметрии |
Хлорноватистая кислота |
С2h |
Ось С2, горизонтальная плоскость, перпендикулярная к оси h, центр симметрии i |
Транс-дихлорэтилен (плоская молекула) |
D2 V |
Три взаимно перпендикулярные оси С2 |
Частично повернутая форма этилена |
С |
Ось С2 и две плоскости , проходящие через ось С2
|
Вода, фосген, цис-дихлорэтилен |
Продолжение табл. 4.1
1 |
2 |
3 |
D2h Vh |
Три взаимно перпендикулярные плоскости , пересекающиеся по трем осям второго порядка С2, центр симметрии i |
Этилен, тетрахлорэтилен (плоские молекулы) |
D2d Vd |
Зеркально-поворотная ось S4, две перпендикулярные к ней оси С2 и две плоскости, пересекающиеся по S4 |
Аллен |
С3 |
Ось С3, три эквивалентные плоскости симметрии |
Аммиак, хлороформ (тригональные пирамиды) |
D3h |
Ось С3, три эквивалентные перпендикулярные к ней оси С2, три эквивалентные плоскости , одна плоскость h |
Трихлорид бора, ионы NO3–, CO3–, 1,2,3 -трихлорбензол, цис-конфигурация этана, циклопропан |
D3d |
Ось S6, три оси С2, три экваториальные плоскости d, проходящие между осями С2 через ось S6, центр симметрии i |
Транс-этан, циклогексан ("кресло") |
D4h |
Ось С4, две эквивалентные перпендикулярные к С4 оси С2, еще две такие оси, четыре попарно эквивалентные вертикальные плоскости (, d), горизонтальная плоскость h, центр i |
Циклобутан (атомы С в одной плоскости) |
D5h |
Ось С5пять эквивалентных перпендикулярных к ней осей С2, пять эквивалентных плоскостей , плоскость h |
Циклопентан (атомы С в одной плоскости) |
D6h |
Ось С6, три эквивалентные оси С2, еще три эквивалентные оси С2, три эквивалентные плоскости , три эквивалентные плоскости d, плоскость h, центр i |
Бензол, гексахлорбензол |
Td
|
Четыре эквивалентные оси четвертого порядка, три эквивалентные оси S4, шесть эквивалентных плоскостей |
Тетраэдрические молекулы: метан, тетраметилметан, ионы SO42–, PO33–, ClO4– |
Oh |
Четыре эквивалентные оси S6, три эквивалентные оси С4, шесть эквивалентных плоскостей, еще три эквивалентные плоскости h, центр i |
Гексафториды серы и урана, ион PtCl62– и другие комплексные соединения |
С |
Ось симметрии С, бесконечное число плоскостей |
Несимметричные линейные молекулы соляной и синильной кислот |
Dh |
Ось симметрии С, бесконечное число плоскостей , плоскость h, бесконечное число осей С2, центр i |
Симметричные линейные молекулы водорода, углерода, углекислого газа, ацетилена |