Открытие и изучение молекулярных спектров
В отличие от атомных линейчатых спектров молекулярные спектры состоят из систем сложных полос, распадающихся на большое число линий, которые расположены тесно. Такое усложнение спектра при переходе от атома к молекуле связано с наличием у молекулы трех видов энергии, не считая энергии ее поступательного движения как целого. Об этих и многих других исследованиях можно узнать на сайте biblioatom.ru
Подобно отдельному атому молекула обладает энергией электронов, при переходах которых с одних энергетических уровней на другие, согласно условию частот Бора, испускается или поглощается свет. Кроме электронной энергии молекула обладает еще колебательной энергией атомов, колеблющихся около положения равновесия, и энергией вращения ее как целого вокруг осей, которые пересекают центр ее тяжести.
Как экспериментальное исследование, так и современная теория показывают, что колебание и вращение молекулы квантованы, то есть молекула может приобретать или отдавать колебательную и вращательную энергию не непрерывно, а порциями — квантами. Следовательно, и для этих двух видов энергии молекулы имеет место условие частот Бора.
Но в то время как для электронных переходов эти кванты и соответствующие им частоты велики, колебательные кванты много меньше и еще меньше вращательные. При постепенном возбуждении молекулы сначала испускается многолинейчатый вращательный спектр с длинами волн в диапазоне 0,1-0,01 см, который находится в инфракрасной области.
Далее возбудится полосатый колебательно-вращательный спектр, который находится в инфракрасной области, с длинами волн в диапазоне 0,01 см-0,25 микрон. И, наконец, появится электронный молекулярный спектр, состоящий из систем полос. Электронные молекулярные спектры лежат в видимой и ультрафиолетовой области.
Первые наблюдения молекулярных спектров были сделаны Фраунгофером (1814 год), Гершелем (1822-29 годы), Брюстером (спектр поглощения азотной кислоты; 1833 год), Миллером (1845 год), Сваном (1855 год) и, наконец, Кирхгофом и Бунзеном (1859-60 годы). Локайер (1874 год) первый связал полосатые спектры со строением молекул.
Инфракрасные молекулярные спектры начали интенсивно изучаться в конце 19 века. Ряд закономерностей был найден Юлиусом, Ангстремом, Пашеном (1890 год), Баром (тонкая структура; 1913 год) и другими.
Теория молекулярных спектров, базирующаяся на квантовой механике, сложилась более полно в начале 20 века в работах Гунда, Герцберга, Милликена и других ученых. В СССР молекулярные спектры изучали, главным образом, в Ленинградском Государственном оптическом институте.
Похожие статьи:
