Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
ИК спектры поглощения двухатомных молекул. Определение межъядерных расстояний, частот колебаний и термодинамических функций.
|
|
Цель работы: Ознакомление с техникой ИК спектроскопии. Освоение методики работы на ИК спектрофотометре. Ознакомление с ИК спектрами поглощения газов и системой энергетических состояний, связанных с колебанием и вращением двухатомных молекул. Измерение вращательной структуры ИК полосы одного из газов (HI) или их смеси с целью определения межъядерного расстояния, частоты колебания, силовой постоянной и термодинамических функций.
Аппаратура: Инфракрасный спектрофотометр. Две газовые кюветы: пустая и с двухатомным газом.
Расчеты:
v=1 (возбужденный)
∆ 2 F' (J) = υ R(J) – υ P(J) B '(J) = ∆ 2 F '(J) / 4(J + 0, 5) S 2 = 0, 000160972
Табл. 1. Результаты измерений линий вращательной структуры и определение Bv’
| J | υ P(J) | υ R(J) | ∆ 2 F '(J) | B '(J) |  - B '
| ( - B ')2
|
| 2242, 3 | ||||||
| 2217, 0 | 2254, 5 | 37, 5 | 6, 250 | -0, 008 | 6, 58E-05 | |
| 2203, 7 | 2266, 3 | 62, 6 | 6, 260 | -0, 018 | 3, 28E-04 | |
| 2190, 2 | 2277, 7 | 87, 5 | 6, 250 | -0, 008 | 6, 58E-05 | |
| 2176, 4 | 2288, 8 | 112, 4 | 6, 244 | -0, 003 | 6, 54E-06 | |
| 2162, 2 | 2299, 6 | 137, 4 | 6, 245 | -0, 004 | 1, 27E-05 | |
| 2147, 7 | 2309, 8 | 162, 1 | 6, 235 | 0, 007 | 5, 29E-05 | |
| 2132, 8 | 2319, 7 | 186, 9 | 6, 230 | 0, 012 | 1, 41E-04 | |
| 2117, 8 | 2329, 3 | 211, 5 | 6, 221 | 0, 021 | 4, 54E-04 | |
| 2338, 6 | ||||||
| 2347, 5 | ||||||
| 2356, 1 | ||||||
| 2364, 0 | ||||||
| = 6, 242
|
Определение волнового числа центра полосы поглощения:
υ 0 = 1/2 * (υ R(0) + υ P(1)) = 2229, 65 cм-1
Определение газа, находящегося в кювете
υ 0 = ω е – 2 ω е х е ≈ ω е, так как 2 ω е х е < < ω е
по таблице ω е = 2309, 53 – ближайшее значение к 2229, 65 (газ – HI)
Определение силовой постоянной
По формуле k e = 4 π 2 μ c 2 ω е2 = 5, 89*10-2 μ ω е2 дин/см, где μ – приведенная масса (0, 992)
Тогда k e = 3, 117*105 дин/см
Определение межъядерного расстояния
Определение наиболее заселенного состояния
Определение относительной заселенности:
J = 1 N i/ N 0 = 2, 8257
J max = 4 N i/ N 0 = 4, 9456
J = J max + 10 N i/ N 0 = 0, 0540
| Измерения | Табличные данные | Пересчет по таблице |
| ∆ Gv +1/2= υ 0 = 2229, 6 см-1 | ω е х е = 39, 73 см-1 ω е = 2309, 53 см-1 | υ 0 = 2269, 8 см-1 |
| k = 2, 905*105 дин/см | k e = 3, 117*105 дин/см | |
| Bv = 6, 242 cм-1 | B e = 6, 512 см-1 α e = 0, 172 см-1 | Bv = 6, 426 cм-1 |
| rv = 1, 650 Å | r e = 1, 609 Å | rv = 1, 626 Å |
υ 0 = ω е – 2 ω е х е Bv = B e – 1/2• α e
v=0 (основной)
∆ 2 F” (J) = υ R(J– 1) – υ P(J+ 1) B ”(J) = ∆ 2 F ”(J) / 4(J + 0, 5) S 2 = 0, 000123283
Табл. 2. Результаты измерений линий вращательной структуры и определение Bv”
| J | υ P(J) | υ R(J) | ∆ 2 F ’’(J) | B ”(J) | - B ’’
| ( - B ’’)2
|
| 2242, 3 | ||||||
| 2254, 5 | 38, 6 | 6, 433 | -0, 015 | 2, 16E-04 | ||
| 2203, 7 | 2266, 3 | 64, 3 | 6, 430 | -0, 011 | 1, 29E-04 | |
| 2190, 2 | 2277, 7 | 89, 9 | 6, 421 | -0, 003 | 7, 80E-06 | |
| 2176, 4 | 2288, 8 | 115, 5 | 6, 417 | 0, 002 | 3, 88E-06 | |
| 2162, 2 | 2299, 6 | 141, 1 | 6, 414 | 0, 005 | 2, 50E-05 | |
| 2147, 7 | 2309, 8 | 166, 8 | 6, 415 | 0, 003 | 1, 06E-05 | |
| 2132, 8 | 2319, 7 | 6, 400 | 0, 019 | 3, 47E-04 | ||
| 2117, 8 | 2329, 3 | |||||
| 2338, 6 | ||||||
| 2347, 5 | ||||||
| 2356, 1 | ||||||
| =6, 419
|
Задача №3
|
|