Тербелмелi спектроскопияның әдiстерi

Реттелген емес жү йелердiң қ ұ рылымдық зерттеулерiнiң ә дiстерiнiң басқ асы тобы 400см-ден 44 см^-1 жиiлiктердiң ә деттегiдей, аралық тасы (ИК) инфрақ ызыл жұ ту жә не (ЖКШ) жарық тың комбинациялық шашыратуының спектроскопиясына ө з қ осатын тербелмелi спектроскопиялар ә дiстер болып табылады. Алынатын спектрлердi бө лшектер екi жағ дайларғ а материалдың қ ұ рылымдық торында атомдар жә не байланыстардың тербелiстерiмен байланғ ан жә не сондық тан қ ұ рылымдық бiрлiктердiң шек жұ мыс iстейтiн кү штер туралы мә лiметтердi алып жү редi. Қ ұ рылымдық тордың диполдiқ моментiнiң индукциялалғ ан сыртқ ы шығ аруы, заттың атомдарының ядроларының тербелiстерiмен модуляциясының нә тижесi болып табылын жарығ ының комбинациялық шашыратуы. Сонымен бiрге ұ зын толқ ынды ИҚ сә уле шығ аруды жұ ту жанында қ ұ рылымдық тордың электр диполдiқ моментiнiң ө згерiсiнде болғ ан тербелiстермен шартталғ ан. Комбинациялық шашырату жә не инфрақ ызыл жұ тудың спектрлерi дегенмен тербелмелi дең гейлердiң арасындағ ы бiр-бiрi, таң дауды ә р тү рлi ереженiң оларғ а арналғ ан ө йткенi ө ткелдерде қ айталанбайды.

Қ ұ рылыс жә не қ ұ рылымдық бiрлiктердiң симметриясы туралы мә лiметтiң алулары ү шiн кристаллдарды жағ дайда оларғ а ие болатын симметрияның ә рбiр классының тербелiстерiнiң саны бiлуге керек болады, ү шiн жү йеге арналғ ан тербелмелi есептiң шешiмi кө п теледидар не керек болады. Есептiң шешiмдерi ү шiн ең оң ай жағ дайларда мiнездемелiк тербелiс жиiлiктерi бар ә рекеттеспейтiн осцилляторлардың жиынының тү рiндегi қ ұ рылымдық бiрлiк ұ сынатын гармониялық жуық тауларды қ олданады.

Гармониялық жуық тау кристаллды керегеде тербелiстердiң суретiнiң ү лгiсiмен дө п-дө рекi болып табылады. Бiр осциллятор тiптi дұ рысын айтсақ тар, алмастыру барлық кө п атомды жү йенiң тербелiсiндегi ө згерiсi кiргiзуi керек жә не мiнездемелiк жиiлiктердiң барлық жиынтық тың нақ тылы ө згеруiне алып келе алады. Тербелмелi есептiң ө ткiзiлген есептеулерi жә не эксперименталдi мә лiметтер дегенмен нақ ты тербелiстер заң орнатушы жү йенiң атомдарының нақ тылы топтарында жиi iрiктелгенде немесе кө рсеттi, тiптi жеке оның байланыстарында. Демек, тербелмелi спектрде ә р тү рлi химия Қ осуларының iшiнде қ ұ рылымдық бiрлiктерiнiң атомдарының жеке байланыстар жә не химия топтарына гармониялық жуық тауды ең оң ай ү лгiнiң жағ дайларымен сә йкес бiр қ атар жағ дайдалар топтық жиiлiктер немесе мiнездемелiк сызық тар жұ тудың нақ тылы жолақ тары, деп аталатындарды iлеседi.

Реттелген емес жү йелерге кристаллдан ө ткел кү рделiлiктiң маң ызды ө суiне алыс реттiң жоғ алтуын салдарынан алып келедi жә не сол материалдардың тербелмелi спектрлерiн есептеудiң тү зуiнiң қ арапайым емес есептерiсiз. Кристалды емес материалдардың эксперименталдi спектрлерiн интерпретациялар, ә деттегiдейдiң жанында сондық тан, кристаллдарды химия қ ұ рамы бойынша тербелмелi спектрлермен алғ ан спектрлердi салыстырмалы талдауды ә дiс ұ қ сас қ олданады. Мiнездемелiк жолақ тардың жиiлiктерiнiң салыстыруы жә не екi спектрлерге олардың қ арқ ындарының салыстыруы кристалды реттелген емес кү йге аралық атом ө зара ә рекеттесу ө згерiстерi туралы нақ тылы қ орытындылар ө ткелде жасауғ а мү мкiндiк бередi. Егер бұ лжымалар негiзiнде тербелмелi спектр болса, осылай, бұ л атомдардың орналастырылуында жақ ын реттiң кристалды емес материалында сақ тау туралы қ орытынды жасаны мү мкiндiк бередi, кристалл тә н.

Жиiлiк бойынша мiнездемелiк жолақ тардың жылжуы тиiстi химия байланысының (ұ зындық тар, бұ рыштар) мiнездемелерiнiң ө згерiсi туралы куә ландырады. Тиiстi химия байланысы немесе атомдардың топтауын қ ирату кү лман кристалды емес материалдың спектрлiк жолағ ы қ андай болмасын жоқ тық.

Сайып келгенделер, тербелмелi спектроскопияның ә дiстерi бар болу жә не зерттелетiн заттың қ ұ рылымдық бiрлiктерiндегi нақ тылы байланыстар жә не атомдардың топтауларын сипат туралы мә лiметтердi бередi. Дә л қ азiр сонымен бiргелер тербелмелi спектроскопияның нә тижелерiнiң ең жақ ын аралық атом қ ашық тық тарынан орташа рет параметрлерi туралы ендi айтпай берiк анық талуғ а мү мкiндiк беретiн теория жағ ынан алғ анда қ исынды аналитикалық байланыстарды болмайды. Бұ л аралық атом қ ашық тық тар кү рделi тербелмелi есептiң ө зара ә рекеттесуiнiң кинематиялық коэффициент кiретiн кө п параметрлерден тек қ ана жалғ ыздарын болып табылғ ан байланғ ан.

9.2. Жанама ә дiстер.

Ә р тү рлi факторлардың ә серiмен реттелген емес жү йелер жә не оның ө згерiстерiнiң қ ұ рылымы туралы қ атар дифракция ә дiстерi жә не нақ тылы мә лiмет тербелмелi спектроскопиямен жанама ә дiстер деп аталатынды бере алады. Жанама ә дiстер физикалық жә не материалдың химиялық қ асиеттерiн қ ұ рылымнан тә уелдiлiкте негiзделген. Мұ ндай тә уелдiлiк ө йткенiлер барлық қ асиеттер ү шiн iс жү зiнде бар болады, онда жанама ә дiстердiң қ олдануындағ ы жетiстiк материалдың қ ұ рылым - сезгiш мiнездемелерi ө те ө лшемдерге арналғ ан таң даумен анық талады. Мысалы, ең алдымен қ ұ рылым - сезгiш мiнездемелерге шыны тә рiздi материалдарының жағ дайында дыбыстың таратуын тығ ыздық, тұ тқ ырлық, ерiгiштiк, жылу еткiзу жә не жылу сыйымдылық, жылдамдық, сынуды кө рсеткiш жә не олардың температуралық тә уелдiлiктерi, нә тижелер дифференциалды жатады - жылулық талдау. Материалдардың электр ө ткiзгiштiгiн шыны тә рiздiден кристалды кү йiне ө ткелде, ә деттегiдей, секiрiспен бiрнеше реттер, оның ө лшемiнде ө згерiп ұ қ сас фазалық ауысымдарды кинетиканы зерттеуге мү мкiндiк бер.

Аморфты материалдардың қ ұ рылымның зерттеуiне мұ ндай (Т_га) жылу гравиметриялық талдау ә дiстер сонымен бiрге қ олданылатында атап ө темiз, дифференциалды - (дт) жылулық талдау, дифференциалды - тағ ы басқ аларды дск сканирлейтiн метрия. Демек, кристалды емес материалдардың қ ұ рылымның зерттеуiнiң эксперименталдi ә дiстерiнiң қ арастыруының олар сә ттi жағ дайда атомдардың орналастырылуында жақ ын рет туралы мә лiметтердi алып жү ретiнде кө рсетедi, бiрақ жекенiң олары ешқ айсы, олардың жиынтығ ы да, орташа рет туралы жеткiлiктi мә лiметтерде болмағ анында емес, реттелген емес жү йелердегi атомдарының кең iстiктiң орналастырылуын мү мкiндiк бер қ ұ рғ анында. Дә л қ азiрдi бұ л есептiң шешiмдерi ү шiн реттелген емес материалдардың қ ұ рылымының пiшiндеуiн қ олданылады.