
- •3.5. Экспериментальная часть
- •3.5.1. Лабораторная работа №1 Определение характеристических частот и молекулярных фрагментов по ик-спектрам. Расчет структурных параметров молекулы.
- •1) Спектральная информация.
- •2) Аналитическая информация.
- •3) Справочная и структурная информация:
- •3.5.1.4. Расчет параметров валентных колебаний.
- •3.5.2 Лабораторная работа № 2 Определение структурных и статистических характеристик двухатомных молекул по колебательно-вращательным спектрам.
- •3.5.2.1. Цель работы:
- •3.5.2.3. Порядок выполнения работы.
- •3.5.3.Лабораторная работа №3. Расчет термодинамических характеристик двухатомного газа по его колебательно-вращательному спектру
- •3.5.3.2. Порядок выполнения работы.
- •3.5.4. Лабораторная работа № 4 Изотопический эффект в колебательных и колебательно-вращательных спектрах
- •3.5.4.2. Информация, получаемая из спектров.
- •4. Приложения
- •4.1. Универсальные физические константы
- •4.2. Соотношение единиц измерения
- •4.3. Характеристические частоты групп атомов в колебательных спектрах
- •4.4. Приложение к лабораторной работе № 2
- •4.4.3. Пример. Обработка колебательно-вращательного ик-спектра газа hf
- •10 Моль-1
- •4.5. Приложение к лабораторной работе № 2 Расчёт колебательных и вращательных характеристик двухатомной молекулы на примере молекулы hf с использованием процессора mathcad 2000.
4. Приложения
4.1. Универсальные физические константы
Постоянная Больцмана k = 1,3806 10-23 Дж/К= 1,3806 10-16 эрг/К
Постоянная Планка h = 6,626 10-34Джс = 6,626 10-27 эргс
ħ = 1,05 10-34 Джс = 1,05 10-27 эргс
Число Авогадро NА = 6,022 1023 моль-1= 6,022 1026 кмоль-1
Универсальная R = 8,314 Дж/(мольК) = 1,986 кал/(мольК)
газовая постоянная = 0,08205 латм/(мольК)
Элементарный заряд е = 1,60210-19 Кл = 4,803 10-10 СГСЭq.
Атомная единица массы ат. ед. массы = 1,660610-27 кг
Масса покоя электрона me = 9,11010-31 кг == 9,11010-28г
Число Фарадея F = 96485 Кл/моль
= 3,1416
Основание натуральных е = 2,718
логарифмов ln x = 2.303 lg x
4.2. Соотношение единиц измерения
Длина 1 А = 10-10 м = 0,1 нм = 10-8 см;
Объем 1 л = 10-3 м3 = 1000 мл = 1000 см3;
Сила 1 дн = 10-5 Н
Давление 1 атм = 1,013.105 Па =1,013.105 Н/м2 = 760 мм рт.ст.;
Давление 1 мм рт.ст. = 0,133 кН/ м2;
Энергия 1 кал = 4,184 Дж;
Энергия 1 Дж = 107 эрг
46
4.3. Характеристические частоты групп атомов в колебательных спектрах
Группа |
Частота, см-1 |
Относительная интенсивность |
Природа колебания |
Вещества |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
Колебания С–Н |
|
|
||
-СH3
|
2975-2950 |
ср. |
as Асимм. вал. С-Н |
Алканы |
|
2885-2860 |
ср. |
s Симм. валентн. |
|
||
1470-1435 |
ср. |
as Асимм.деформ. |
|
||
1385-1370 |
с. |
s Симм. деформ. |
|
||
-CH2- |
2940-2915 |
ср. |
as Асимм. валентн. |
|
|
2870-2845 |
ср. |
s Симм. валентн. |
|
||
1480-1440 |
ср. |
s Ножничные |
|
||
1300-1240 |
сл. |
Веерные |
|
||
750-720 |
c.(для длинных цепей) |
Маятниковые |
|
||
R H C=C H H
|
3040-3010 |
ср. |
Валентн.С-Н2 |
Алкены
|
|
3095-3075 |
ср. |
Валентн.С-Н2 |
|
||
995-985 |
ср. |
СН Внеплоск.С-Н |
|
||
915-905 |
ср. |
СН2 Внеплоск СН2 |
|
||
1850-1830 |
сл. |
Обертон |
|
||
1420-1410 |
сл. |
СН2 Плоск. деф.СН2 |
|
||
1300-1290 |
перем. |
СН Плоск. деф.СН |
|
||
R1 R C=C H H Цис
|
3040-3010 |
ср. |
СН Валентн.С-Н |
|
|
1420-1400 |
сл |
СН Плоск. деф.СН |
|
||
730-665 |
с. |
сн Внеплоск.деф.СН |
|
||
R1 H C=C H R2 транс |
3040-3010 |
с. |
СН Валентн. СН |
|
|
1310-1290 |
сл. |
СН Плоск. деф.СН |
|
||
980-960
|
с. |
сн Внеплоск.деф.СН |
|
||
R-CC-H |
3310-3300 |
ср. |
СН Валентн. СН |
Алкины |
|
Ar –H |
3080-3030 |
сл.-ср. |
СН Валентн. СН |
Ароматич. углеводо-оды |
|
1250-1000 |
сл. |
СН Плоск. деф.СН |
|
||
900-700 |
c. |
СН Внеплоск.С-Н |
|
||
О R |
2880-2650 |
|
СН Валентн.С-Н |
Альдегиды |
|
750-375 |
|
СН Деформ.СН |
|
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
Колебания Х-Н |
|
|||
R-O-H |
3670-3580 |
перем. резкая |
ОН Валентн. ОН |
Свободная в спиртах |
|
3550-3450 |
перем. |
ОН – " – |
Водородная связь в сп. |
|
|
3400-3230 |
перем. широкая полоса |
ОН – " – |
Полиассоциаты в спирт |
|
|
3300-3250 |
сл. широк. пол. |
ОН – " – |
Кислоты |
|
|
1400-1300 |
с. |
ОН Плоск. деф.ОН |
Спирты |
|
|
955-890 |
перем. |
Внеплоск. Деф. |
Кислоты |
|
|
-RN-H
|
3500-3300 |
перем. |
NH Валентн. NH |
Амины, амиды |
|
3130-3030 |
ср. |
NH Валентн. NH |
Аминокис-лоты |
|
|
1650-1550 |
перем. |
NH Деформ. NH |
Амины |
|
|
-NH3+ |
1600 |
ср. |
AS Асимм. деформ. -NH3+ |
Производн. аминов – " – – " – |
|
1300 |
ср. |
S Симм. деформац. -NH3+ |
|
||
800 |
сл. |
Маятниковые NH3 |
|
||
-CONHR |
700 |
|
NH Внеплоск. деф. |
Амиды вторичн. |
|
Si-H |
2280-2080 |
оч. сл. |
SiH Валентн. SiН |
Кремний-орг. соед. |
|
=P-H |
2440-2350 |
ср. |
PH Валентн. Р-Н |
Фосфорорг.соед. |
|
-S-H |
2590-2550 |
сл. |
SH Валентн. S-Н |
Орг. соед. серы |
|
|
|
||||
|
Колебания С-С |
||||
C-(CH3)3 |
1255-1245 |
с. |
|
Алканы
|
|
1250-1200 |
с. |
S Симм. деф. -СМе3 |
|
||
C-(CH3)2 |
1175-1165 |
с. |
Асим. вал СМе2 |
|
|
1170-1140 |
с. |
S Ножничные СМе2 |
|
||
840-790 |
ср. |
Деформ. СМе2 |
|
||
С=С |
1680-1620 |
перем. |
С=С Валентн. С=С |
Алкены не- сопряженн. |
|
С=С |
1625-1600 |
перем. |
С=С Валентн. С=С |
сопряж. с С=Сили С=О |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
1625-1575 |
перем. |
Валентные колебания бензольного кольца |
Ароматиче-ские угле-водороды |
|
1590-1575 |
перем. |
|
|||
1525-1475 |
перем. |
|
|||
1465-1140 |
перем. |
|
|||
С=С=С |
1970-1950 |
ср. |
|
Аллены |
|
1060 |
ср. |
С=С Валентные С– С |
|
||
–СС– |
2260-2140 |
перем. |
СС Валентные С С |
Алкины |
|
|
|
||||
|
Колебания С-Х |
|
|
||
–С–О– |
1150-1050 |
с. |
С-О Валентн. С-О |
Спирты,прост. эфиры |
|
1250-1180 |
с. |
С-О Валентн. |
Сложн. эфи ры насыщ. кислот |
|
|
1310-1250 |
с. |
С-О – " – |
Сл. эфиры ненасыщ. кислот |
|
|
1180-1100 |
с. |
С-О – " – |
Сл. эфиры ароматич. кислот |
|
|
С=О |
1725-1700 |
с. |
С=О Валентн.С=О |
Алифат. кислоты и кетоны |
|
1750-1735 |
с. |
С=О – " – С=О |
Сл. эфиры насыщ. К-т |
|
|
1715-1660 |
с. |
С=О – " – С=О |
Сл. эфиры ненас. к-т, дикетоны |
|
|
1820-1735 |
с. |
С=О – " – С=О |
Лактоны |
|
|
–СО2– |
1610-1550 |
с. |
as co Асим. вал. СО2 |
Диссоциир. карбоновые кислоты |
|
1420-1300 |
ср. |
s co Симм. вал. СО2 |
|
||
|
|
|
|
|
|
–С–N |
1360-1250 |
с. |
С-N Валентн.С-N |
Амины |
|
С=N– |
1690-1635 |
перем. |
С=N Валентн. С=N |
Оксимы,оксазины |
|
1620-1520 |
ср. |
С=N Валентн. С=N |
Гетероцикл азотистые соединения |
|
|
–CN |
2260-2140 |
сл.-ср. |
С |
Нитрилы |
|
49
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
–С–F |
1110-1000 |
с. |
С-F Валентн.С-F |
Монофтор-замещенн. алиф. соед. |
С–F2 |
250-1050 |
две очень с. полосы |
С-F Асимм и симм. валентн. колеб. СF2 |
Дифторза-мещенные алифатич. соединения |
|
с. |
С-F Ножничное СF2 |
||
|
с. |
С-FМаятниковое СF2 |
||
–С–F3 |
1400-1100 |
много очень с.полос |
С-F Валентные СF3 |
Полифторзамещенные соединения |
680-490 |
с. |
С-F Деформац. СF3 |
||
–С–Сl |
750-700 |
с. |
С-Cl Валентн.С-Cl |
Хлорорган. соединения
|