የኦፕቲካል ሞለኪውሎች እይታ። የሞለኪውል ስፔክትራ አጠቃላይ ባህሪያት. ራማን መበተን

ትምህርት ቁጥር 6

ሞለኪውል ኢነርጂ

አቶምየኬሚካላዊ ባህሪው ያለው የኬሚካል ንጥረ ነገር ትንሹ ቅንጣት ይባላል.

አቶም በአዎንታዊ ኃይል የተሞላ ኒውክሊየስ እና በሜዳው ውስጥ የሚንቀሳቀሱ ኤሌክትሮኖችን ያካትታል። የኒውክሊየስ ክፍያ ከሁሉም ኤሌክትሮኖች ክፍያ ጋር እኩል ነው. አዮንየተሰጠው አቶም አተሞች ኤሌክትሮኖች ሲያጡ ወይም ሲያገኙ የሚፈጠረው በኤሌክትሪክ የተሞላ ቅንጣቢ ነው።

ሞለኪውልመሠረታዊ ኬሚካላዊ ባህሪያት ያለው የአንድ ወጥ ንጥረ ነገር ትንሹ ቅንጣት ነው።

ሞለኪውሎች በኢንተርአቶሚክ ኬሚካላዊ ትስስር እርስ በርስ የተያያዙ ተመሳሳይ ወይም የተለያዩ አተሞች ያቀፈ ነው።

በኤሌክትሪክ ገለልተኛ አተሞች የተረጋጋ ሞለኪውል ሊፈጥሩ የሚችሉበትን ምክንያቶች ለመረዳት፣ ሁለት ተመሳሳይ ወይም የተለያዩ አተሞችን ያካተቱ በጣም ቀላል የሆኑትን የዲያቶሚክ ሞለኪውሎች ከግምት ውስጥ እናስገባለን።

በሞለኪውል ውስጥ አቶም የሚይዙት ኃይሎች የሚከሰቱት በውጫዊ ኤሌክትሮኖች መስተጋብር ነው። አተሞች ወደ ሞለኪውል ሲዋሃዱ የውስጠኛው ዛጎሎች ኤሌክትሮኖች በቀድሞ ሁኔታቸው ይቀራሉ።

አተሞች እርስ በርሳቸው በጣም ርቀት ላይ ከሆኑ, ከዚያም እርስ በርስ አይገናኙም. አተሞች አንድ ላይ ሲቀራረቡ, የጋራ የመሳብ ኃይሎች ይጨምራሉ. ከአቶሞች መጠን ጋር በሚነፃፀር ርቀቶች ላይ እርስ በርስ የሚቃወሙ ኃይሎች ይታያሉ, ይህም የአንድ አቶም ኤሌክትሮኖች ወደ ሌላ አቶም ኤሌክትሮኖች ዛጎሎች ውስጥ ጠልቀው እንዲገቡ አይፈቅዱም.

አፀያፊ ኃይሎች ከማራኪ ኃይሎች የበለጠ “አጭር ክልል” ናቸው። ይህ ማለት በአተሞች መካከል ያለው ርቀት እየጨመረ በሄደ መጠን አስጸያፊ ኃይሎች ከማራኪ ኃይሎች በበለጠ ፍጥነት ይቀንሳሉ.

የማራኪው ኃይል ግራፍ፣ አስጸያፊ ኃይል እና በውጤቱም በአተሞች መካከል ያለው መስተጋብር ኃይል እንደ ርቀት ተግባር ይህንን ይመስላል።

በሞለኪውል ውስጥ የኤሌክትሮኖች መስተጋብር ኃይል የሚወሰነው በአቶሚክ ኒውክሊየስ የጋራ አቀማመጥ ነው እና የርቀት ተግባር ነው ፣ ማለትም ፣

የጠቅላላው ሞለኪውል አጠቃላይ ኃይል የሚንቀሳቀሱ ኒዩክሊየሮችን የእንቅስቃሴ ኃይልንም ያካትታል።

ስለዚህም እ.ኤ.አ.

ይህ ማለት በኒውክሊየስ መካከል ያለው መስተጋብር እምቅ ኃይል ነው.

ከዚያም በዲያቶሚክ ሞለኪውል ውስጥ ባሉ አቶሞች መካከል ያለውን መስተጋብር ኃይል ይወክላል።

በዚህ መሠረት በአተሞች መካከል ባለው ርቀት ላይ በሞለኪውል ውስጥ የአተሞች መስተጋብር እምቅ ኃይል ጥገኝነት ግራፍ ቅርፅ አለው ።

በአንድ ሞለኪውል ውስጥ ያለው ሚዛናዊነት ኢንተርአቶሚክ ርቀት ይባላል የግንኙነት ርዝመት. መጠኑ D ይባላል ሞለኪውላዊ መለያየት ኃይልወይም ትስስር ጉልበት.የአተሞችን ኬሚካላዊ ትስስር ወደ ሞለኪውሎች ለማፍረስ እና ከኢንተርአቶሚክ ሃይሎች ተግባር በላይ ለማስወገድ ከሚሰራው ስራ ጋር በቁጥር እኩል ነው። የመበታተን ኃይል ሞለኪውሉ በሚፈጠርበት ጊዜ ከሚወጣው ኃይል ጋር እኩል ነው, ነገር ግን በምልክቱ ተቃራኒ ነው. የመበታተን ኃይል አሉታዊ ነው, እና ሞለኪውል በሚፈጠርበት ጊዜ የሚወጣው ኃይል አዎንታዊ ነው.

የአንድ ሞለኪውል ኃይል በኒውክሊየስ እንቅስቃሴ ባህሪ ላይ የተመሰረተ ነው. ይህ እንቅስቃሴ በትርጉም, በማዞር እና በማወዛወዝ ሊከፋፈል ይችላል. በሞለኪውል ውስጥ ባሉ አቶሞች መካከል በትንሽ ርቀት እና ለሞለኪውሎች የሚቀርበው በቂ መጠን ያለው የመርከቧ መጠን ፣ ወደፊት ጉልበትቀጣይነት ያለው ስፔክትረም አለው እና አማካኝ እሴቱ እኩል ነው፣ ማለትም።

የማሽከርከር ጉልበትየተለየ ስፔክትረም አለው እና እሴቶችን መውሰድ ይችላል።

እኔ የማዞሪያው ኳንተም ቁጥር ባለበት;

ጄ የሞለኪዩል መነቃቃት ጊዜ ነው።

የንዝረት እንቅስቃሴ ጉልበትእንዲሁም የተለየ ስፔክትረም አለው እና እሴቶችን መውሰድ ይችላል።

የንዝረት ኳንተም ቁጥር የት አለ;

- የዚህ ዓይነቱ ማወዛወዝ ተፈጥሯዊ ድግግሞሽ.

ዝቅተኛው የንዝረት ደረጃ ዜሮ ኃይል ሲኖረው

የማዞሪያ እና የትርጉም እንቅስቃሴ ጉልበት ከኃይል ኪነቲክ ቅርጽ ጋር ይዛመዳል, የመወዛወዝ እንቅስቃሴ ኃይል እምቅ ቅርጽ ጋር ይዛመዳል. በዚህ ምክንያት የዲያቶሚክ ሞለኪውል የንዝረት እንቅስቃሴ የኃይል ደረጃዎች በግራፍ ላይ ሊወከሉ ይችላሉ።

የዲያቶሚክ ሞለኪውል የማዞሪያ እንቅስቃሴ የኃይል ደረጃዎች በተመሳሳይ መንገድ ይገኛሉ ፣ በመካከላቸው ያለው ርቀት ብቻ ከተመሳሳይ የንዝረት እንቅስቃሴ ደረጃዎች በጣም ያነሰ ነው።

የኢንተርአቶሚክ ቦንዶች ዋና ዓይነቶች

ሁለት አይነት የአቶሚክ ቦንዶች አሉ፡- ionic (ወይም heteropolar) እና covalent (ወይም homeopolar).

አዮኒክ ቦንድየሚከሰተው በሞለኪውል ውስጥ ያሉ ኤሌክትሮኖች ከመጠን በላይ በአንደኛው ኒውክሊየስ አቅራቢያ እንዲፈጠሩ እና በሌላኛው አቅራቢያ ጉድለት እንዲፈጠር በሚደረግበት ሁኔታ ነው። ስለዚህ, ሞለኪውሉ እርስ በርስ የሚሳቡ ሁለት ተቃራኒ ምልክቶችን ያቀፈ ይመስላል. የ ion ቦንድ ያላቸው ሞለኪውሎች ምሳሌዎች ናቸው። NaCl፣ KCl፣ RbF፣ CsJወዘተ. የንጥረ ነገሮች አተሞችን በማጣመር የተሰራ አይ- ኦ እና VII- የ Mendeleev ወቅታዊ ስርዓት ቡድን. በዚህ ሁኔታ አንድ ወይም ብዙ ኤሌክትሮኖችን በራሱ ላይ የጨመረ አቶም አሉታዊ ቻርጅ ያገኛል እና አሉታዊ ion ይሆናል እና ተመጣጣኝ ኤሌክትሮኖችን ቁጥር የሚለግስ አቶም ወደ አወንታዊ ion ይቀየራል። የ ions አወንታዊ እና አሉታዊ ክፍያዎች ድምር ድምር ዜሮ ነው። ስለዚህ, ionic ሞለኪውሎች በኤሌክትሪክ ገለልተኛ ናቸው. የሞለኪውሉን መረጋጋት የሚያረጋግጡ ኃይሎች በተፈጥሮ ውስጥ ኤሌክትሪክ ናቸው.

ionክ ቦንድ እንዲፈጠር የኤሌክትሮን የማስወገጃ ሃይል ማለትም አወንታዊ አዮን የመፍጠር ስራ ከአሉታዊ አየኖች እና ከጋራ ህይወታቸው ሃይል ከሚለቀቀው ድምር ያነሰ መሆን አለበት። መስህብ.

ከገለልተኛ አቶም አወንታዊ አዮን መፈጠር በኤሌክትሮን ዛጎል ውስጥ የሚገኙት ኤሌክትሮኖች ሲከሰቱ በጉዳዩ ላይ አነስተኛውን ሥራ እንደሚፈልግ ግልጽ ነው።

በሌላ በኩል ታላቁ ሃይል የሚለቀቀው ኤሌክትሮን ከሃሎጅን አተሞች ጋር ሲያያዝ ሲሆን ይህም የኤሌክትሮን ዛጎል ከመሙላቱ በፊት አንድ ኤሌክትሮን ይጎድለዋል. ስለዚህ, ionክ ቦንድ በኤሌክትሮኖች ሽግግር በኩል ይፈጠራል, ይህም በተፈጠረው ionዎች ውስጥ የተሞሉ ኤሌክትሮኖች ዛጎሎች እንዲፈጠሩ ያደርጋል.

ሌላ ዓይነት ግንኙነት - covalent ቦንድ.

ተመሳሳይ አተሞችን ያካተቱ ሞለኪውሎች ሲፈጠሩ, በተቃራኒው የተሞሉ ionዎች መፈጠር የማይቻል ነው. ስለዚህ, ionic bonding አይቻልም. ይሁን እንጂ በተፈጥሮ ውስጥ ሞለኪውሎቻቸው ከተመሳሳይ አተሞች የተሠሩ ንጥረ ነገሮች አሉ ሸ 2፣ ኦ 2፣ ኤን 2ወዘተ. የዚህ ዓይነቱ ንጥረ ነገር ትስስር ይባላል covalentወይም homeopolar(ሆሚዮ - የተለየ [ግሪክ])። በተጨማሪም, covalent ቦንድ ደግሞ የተለያዩ አቶሞች ጋር ሞለኪውሎች ውስጥ ተመልክተዋል: ሃይድሮጂን ፍሎራይድ ኤች.ኤፍ.ናይትሪክ ኦክሳይድ አይ, ሚቴን CH 4ወዘተ.

የኮቫለንት ቦንድ ተፈጥሮ ሊገለጽ የሚችለው በኳንተም መካኒኮች ላይ ብቻ ነው። የኳንተም ሜካኒካል ማብራሪያ በኤሌክትሮን ሞገድ ተፈጥሮ ላይ የተመሰረተ ነው. የአተም ውጫዊ ኤሌክትሮኖች ሞገድ ተግባር ከአቶሙ መሃል ያለው ርቀት እየጨመረ ሲሄድ በድንገት አይቆምም, ነገር ግን ቀስ በቀስ እየቀነሰ ይሄዳል. አቶሞች እርስ በርሳቸው ሲቃረቡ፣ የውጫዊ ኤሌክትሮኖች ደብዛዛ የኤሌክትሮኖች ደመና በከፊል ይደራረባሉ፣ ይህም እንዲበላሽ ያደርጋል። የኤሌክትሮኖች ሁኔታን ለመለወጥ ትክክለኛ ስሌት የ Schrödinger wave equation ን በይነተገናኝ ውስጥ የሚሳተፉትን ሁሉንም ቅንጣቶች ስርዓት መፍታት ይጠይቃል። የዚህ መንገድ ውስብስብነት እና አስቸጋሪነት እዚህ ራሳችንን በክስተቶች ጥራት ባለው ግምት ብቻ እንድንገድብ ያስገድደናል።

በጣም ቀላል በሆነው ሁኔታ ኤስ -የኤሌክትሮን ሁኔታ፣ የኤሌክትሮን ደመና የአንድ የተወሰነ ራዲየስ ሉል ነው። በኮቫለንት ሞለኪውል ውስጥ ያሉት ሁለቱም ኤሌክትሮኖች ቦታ ቢለዋወጡ ኤሌክትሮን 1፣ ቀደም ሲል የኒውክሊየስ ንብረት የሆነው " ሀ"፣ የኒውክሊየስ ንብረት የሆነው ወደ ኤሌክትሮን 2 ቦታ ይንቀሳቀሳል" ለ”፣እና ኤሌክትሮን 2 የተገላቢጦሽ ሽግግር ያደርጋል, ከዚያ በኮቫል ሞለኪውል ሁኔታ ውስጥ ምንም ነገር አይለወጥም.

የፓውሊ መርሆ ሁለት ኤሌክትሮኖች በተመሳሳይ ሁኔታ ከተቃራኒ ሽክርክሪት ጋር እንዲኖር ያስችላል. ሁለቱም ኤሌክትሮኖች የሚገኙባቸው ክልሎች ውህደት ማለት በመካከላቸው ልዩ የኳንተም ሜካኒካል ብቅ ማለት ነው ልውውጥ መስተጋብር. በዚህ ሁኔታ በሞለኪውል ውስጥ ያሉት እያንዳንዱ ኤሌክትሮኖች ወደ አንድ ወይም ሌላ ኒውክሊየስ ተለዋጭ ሊሆኑ ይችላሉ.

ስሌቶች እንደሚያሳዩት የሞለኪዩል ልውውጥ ኢነርጂ አወንታዊ የሚሆነው የሚገናኙት ኤሌክትሮኖች እሽክርክሪት ትይዩ ከሆኑ እና ትይዩ ካልሆኑ አሉታዊ ነው።

ስለዚህ፣ የኮቫለንት ዓይነት ቦንድ የሚቀርበው ተቃራኒ ሽክርክሪት ባላቸው ኤሌክትሮኖች ጥንድ ነው። በአዮኒክ ቦንድ ውስጥ ስለ ኤሌክትሮኖች ከአንድ አቶም ወደ ሌላ ማስተላለፍ እየተነጋገርን ከሆነ ፣ እዚህ ግንኙነቱ የሚከናወነው ኤሌክትሮኖችን አጠቃላይ በማድረግ እና ለእንቅስቃሴያቸው የጋራ ቦታን በመፍጠር ነው።

ሞለኪውላዊ እይታ

ሞለኪውላር ስፔክትራ ከአቶሚክ ስፔክትራ በጣም የተለየ ነው። የአቶሚክ ስፔክትራ የግለሰብ መስመሮችን ሲያካትት፣ ሞለኪውላር ስፔክትራ በአንድ ጫፍ ላይ ስለታም በሌላኛው በኩል ደግሞ የደበዘዙ ባንዶችን ያካትታል። ስለዚህ, ሞለኪውላዊ ስፔክተሮችም ይባላሉ ባለ መስመር ስፔክትራ.

በሞለኪውላዊ እይታ ውስጥ ያሉ ባንዶች በኢንፍራሬድ ፣ በሚታዩ እና በአልትራቫዮሌት ድግግሞሽ የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች ውስጥ ይስተዋላሉ። በዚህ ሁኔታ, ጭረቶች በተወሰነ ቅደም ተከተል የተደረደሩ ናቸው, ተከታታይ ጭረቶች ይሠራሉ. በስፔክትረም ውስጥ በርካታ ተከታታይ አሉ።

የኳንተም ሜካኒክስ ስለ ሞለኪውላር ስፔክትራ ተፈጥሮ ማብራሪያ ይሰጣል። የ polyatomic ሞለኪውሎች የቲዮሬቲክ ትርጓሜ በጣም የተወሳሰበ ነው. ዲያቶሚክ ሞለኪውሎችን ብቻ ከግምት ውስጥ እናስገባለን።

ቀደም ሲል የሞለኪውል ኃይል በአቶሚክ ኒውክሊየስ እንቅስቃሴ ባህሪ ላይ እንደሚመረኮዝ እና የዚህ ኃይል ሦስት ዓይነቶችን ለይተናል-ትርጓሜ ፣ ማሽከርከር እና ንዝረት። በተጨማሪም የአንድ ሞለኪውል ኃይል የሚወሰነው በኤሌክትሮኖች እንቅስቃሴ ባህሪ ላይ ነው. ይህ ዓይነቱ ጉልበት ይባላል የኤሌክትሮኒክስ ኃይልእና የጠቅላላው የሞለኪውል ኃይል አካል ነው.

ስለዚህ የሞለኪዩሉ አጠቃላይ ኃይል የሚከተለው ነው-

የትርጉም ሃይል ለውጥ በሞለኪውላር ስፔክትረም ውስጥ የእይታ መስመር እንዲታይ ሊያደርግ አይችልም፣ስለዚህ ተጨማሪ ሞለኪውላዊ ስፔክትራን ግምት ውስጥ በማስገባት ይህን አይነት ሃይል እናስወግዳለን። ከዚያም

በቦህር ድግግሞሽ ደንብ (እ.ኤ.አ.) III–የቦህር ፖስትዩሌት) የአንድ ሞለኪውል የኢነርጂ ሁኔታ ሲቀየር የሚወጣው የኳንተም ድግግሞሽ መጠን እኩል ነው።

የልምድ እና የንድፈ ሃሳብ ጥናቶች እንደሚያሳዩት

ስለዚህ ፣ በደካማ ተነሳሽነት ብቻ ፣ በጠንካራዎቹ - ፣ በጠንካራዎቹ - ብቻ ይለወጣል። ስለ ሞለኪውላር ስፔክትራ ዓይነቶች የበለጠ በዝርዝር እንወያይ።

ሞለኪውሎች ተዘዋዋሪ ስፔክትረም

በትንሽ ክፍሎች የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶችን መሳብ ማሰስ እንጀምር። የኃይል ኳንተም ዋጋ በሁለቱ ቅርብ ደረጃዎች መካከል ካለው ርቀት ጋር እኩል እስኪሆን ድረስ፣ ሞለኪዩሉ አይወስድም። ቀስ በቀስ ድግግሞሹን በመጨመር፣ ከአንድ የማዞሪያ ደረጃ ወደ ሌላ ሞለኪውል ከፍ ለማድረግ የሚያስችል ኩንታ እንደርሳለን። ይህ የሚከሰተው ከ 0.1 -1 ሚሜ ቅደም ተከተል ባለው የኢንፍራሬድ ሞገዶች ክልል ውስጥ ነው.

በ -th እና -th የኃይል ደረጃዎች ላይ ያለው የማዞሪያ ኳንተም ቁጥር ዋጋዎች የት እና ናቸው።

ተዘዋዋሪ የኳንተም ቁጥሮች እና እሴቶች ሊኖራቸው ይችላል፣ ማለትም. የእነሱ ሊሆኑ የሚችሉ ለውጦች በምርጫ ደንብ የተገደቡ ናቸው

የአንድን ኳንተም በሞለኪውል መምጠጥ ከአንድ የማዞሪያ ሃይል ደረጃ ወደ ሌላ ከፍ ወዳለው ያስተላልፋል እና በተዘዋዋሪ የመምጠጥ ስፔክትረም ውስጥ የእይታ መስመር እንዲታይ ያደርጋል። የሞገድ ርዝመቱ እየቀነሰ ሲሄድ (ማለትም ቁጥሩ ይቀየራል), በዚህ ክልል ውስጥ ተጨማሪ እና ተጨማሪ አዳዲስ የመምጠጥ መስመሮች ይታያሉ. የሁሉም መስመሮች ድምር የሞለኪውል ተዘዋዋሪ የኃይል ሁኔታዎች ስርጭትን ሀሳብ ይሰጣል።

እስካሁን ድረስ የሞለኪውልን የመምጠጥ ስፔክትረም ተመልክተናል። የሞለኪዩሉ ልቀት ስፔክትረም እንዲሁ ይቻላል። በተዘዋዋሪ ልቀት ስፔክትረም ውስጥ ያሉ የመስመሮች ገጽታ ከሞለኪዩሉ የላይኛው ተዘዋዋሪ የኃይል ደረጃ ወደ ታችኛው ሽግግር ጋር የተያያዘ ነው።

የማሽከርከር እይታ በቀላል ሞለኪውሎች ውስጥ የኢንተርአቶሚክ ርቀቶችን በከፍተኛ ትክክለኛነት ለማወቅ ያስችላል። የአተሞች እና የጅምላ ጊዜን ማወቅ በአተሞች መካከል ያለውን ርቀት ማወቅ ይቻላል. ለዲያቶሚክ ሞለኪውል

ሞለኪውሎች ንዝረት-ተዘዋዋሪ ስፔክትረም

የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶችን በኢንፍራሬድ ክልል ውስጥ ባለው ንጥረ ነገር በማይክሮኖች የሞገድ ርዝመት መሳብ በንዝረት የኃይል ደረጃዎች መካከል ሽግግርን ያስከትላል እና ወደ ሞለኪውል ንዝረት ስፔክትረም ይመራል። ነገር ግን፣ የሞለኪውል የንዝረት ሃይል መጠን ሲቀየር፣ የማዞሪያው ሃይል በአንድ ጊዜ ይለወጣል። በሁለት የንዝረት ሃይል ደረጃዎች መካከል የሚደረጉ ሽግግሮች በተዘዋዋሪ የኢነርጂ ግዛቶች ለውጦች ይታጀባሉ። በዚህ ሁኔታ ሞለኪውሉ የንዝረት-ማሽከርከር ስፔክትረም ይታያል.

አንድ ሞለኪውል በአንድ ጊዜ የሚንቀጠቀጥ እና የሚሽከረከር ከሆነ ጉልበቱ በሁለት ኳንተም ቁጥሮች ይወሰናል እና፡-

ለሁለቱም የኳንተም ቁጥሮች የመምረጫ ሕጎችን ከግምት ውስጥ በማስገባት የንዝረት-ተዘዋዋሪ ስፔክትረም ድግግሞሽ የሚከተለውን ቀመር እናገኛለን (የቀደመው ቀመር / ሰ እና የቀደመውን የኃይል ደረጃን ፣ ማለትም በቅንፍ ውስጥ ያሉ ውሎች) ።

በዚህ ሁኔታ, ምልክቱ (+) ከዝቅተኛ ወደ ከፍተኛ የማዞሪያ ደረጃ ሽግግር ጋር ይዛመዳል, እና ምልክቱ (-) ከተቃራኒው አቀማመጥ ጋር ይዛመዳል. የድግግሞሹ የንዝረት ክፍል ባንድ የሚገኝበትን የእይታ ክልል ይወስናል; የማዞሪያው ክፍል የዝርፊያውን ጥሩ መዋቅር ይወስናል, ማለትም. የግለሰብ ስፔክትራል መስመሮች መከፋፈል.

እንደ ክላሲካል ፅንሰ-ሀሳቦች፣ የዲያቶሚክ ሞለኪውል መዞር ወይም መንቀጥቀጥ ወደ ኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች ልቀት ሊያመራ የሚችለው ሞለኪዩሉ ዜሮ ያልሆነ ዲፕሎል አፍታ ካለው ብቻ ነው። ይህ ሁኔታ የሚረካው በሁለት የተለያዩ አተሞች ለተፈጠሩ ሞለኪውሎች ብቻ ነው, ማለትም. ለአሲሜትሪክ ሞለኪውሎች.

በተመሳሳዩ አቶሞች የተፈጠረ የተመጣጠነ ሞለኪውል ዜሮ ዲፖል አፍታ አለው። ስለዚህ, እንደ ክላሲካል ኤሌክትሮዳይናሚክስ, የእንደዚህ አይነት ሞለኪውል ንዝረት እና ሽክርክሪት ጨረር ሊያስከትል አይችልም. የኳንተም ቲዎሪ ወደ ተመሳሳይ ውጤቶች ይመራል።

የኤሌክትሮኒካዊ ንዝረት ሞለኪውሎች

በሚታየው እና በአልትራቫዮሌት ክልል ውስጥ የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶችን መሳብ ወደ ሞለኪዩል ሽግግር በተለያዩ የኤሌክትሮኒክስ የኢነርጂ ደረጃዎች መካከል ይመራል, ማለትም. ወደ ሞለኪዩል ኤሌክትሮኒካዊ ስፔክትረም ገጽታ. እያንዳንዱ የኤሌክትሮኒክስ ኢነርጂ ደረጃ ከተወሰነ የኤሌክትሮኖች የቦታ ስርጭት ወይም እነሱ እንደሚሉት፣ የተወሰነ የኤሌክትሮኖች ውቅር ከልዩ ኃይል ጋር ይዛመዳል። እያንዳንዱ የኤሌክትሮኖች ውቅር ከብዙ የንዝረት ኃይል ደረጃዎች ጋር ይዛመዳል።

በሁለት ኤሌክትሮኒካዊ ደረጃዎች መካከል የሚደረግ ሽግግር በንዝረት ደረጃዎች መካከል ከብዙ ተጓዳኝ ሽግግሮች ጋር አብሮ ይመጣል። የቅርቡ መስመሮች ቡድኖችን ያካተተ የሞለኪዩል ኤሌክትሮኒካዊ ንዝረት ስፔክትረም በዚህ መንገድ ይነሳል።

የማዞሪያ ደረጃዎች ስርዓት በእያንዳንዱ የንዝረት ኃይል ሁኔታ ላይ ተጭኗል። ስለዚህ በኤሌክትሮኒካዊ-ንዝረት ሽግግር ወቅት የፎቶን ድግግሞሽ የሚወሰነው በሶስቱም የኃይል ዓይነቶች ለውጥ ነው-

ድግግሞሽ - የሽምግልናውን አቀማመጥ ይወስናል.

ሙሉው የኤሌክትሮኒካዊ ንዝረት ስፔክትረም የበርካታ ቡድኖች ቡድን ስርዓት ነው፣ ብዙ ጊዜ እርስ በርስ ተደራራቢ እና ሰፊ ባንድ ይፈጥራል።

የሞለኪውላር ስፔክትራ ጥናት እና ትርጓሜ አንድ ሰው የሞለኪውሎችን ዝርዝር አወቃቀር እንዲረዳ ያስችለዋል እና ለኬሚካላዊ ትንተና በሰፊው ይሠራበታል.

ራማን መበተን

ይህ ክስተት ብርሃን በጋዞች, ፈሳሾች ወይም ግልጽ ክሪስታላይን አካላት ውስጥ ሲያልፍ በሚፈጠረው የተበታተነ ስፔክትረም ውስጥ, ከብርሃን ቋሚ ድግግሞሽ ጋር ከተበታተነው ብርሃን ጋር, ከድግግሞሽ ድግግሞሽ ጋር የሚዛመዱ ከፍተኛ ወይም ዝቅተኛ ድግግሞሾች ይታያሉ. የተበታተኑ ሞለኪውሎች የንዝረት ወይም የማዞሪያ ሽግግሮች.

የራማን መበታተን ክስተት ቀላል የኳንተም ሜካኒካል ማብራሪያ አለው. በሞለኪውሎች የብርሃን መበተን ሂደት የፎቶኖች ከሞለኪውሎች ጋር የማይለዋወጥ ግጭት ተደርጎ ሊወሰድ ይችላል። በግጭት ጊዜ ፎቶን ከአንድ ሞለኪውል ሊሰጥ ወይም ሊቀበል የሚችለው በሁለቱ የኃይል ደረጃዎች መካከል ካለው ልዩነት ጋር እኩል የሆነ የኃይል መጠን ብቻ ነው። ከፎቶን ጋር በሚጋጭበት ጊዜ አንድ ሞለኪውል ዝቅተኛ ኃይል ካለው ግዛት ወደ ከፍተኛ ኃይል ወደሚገኝበት ሁኔታ ከተሸጋገረ ጉልበቱን ያጣል እና ድግግሞሹ ይቀንሳል። ይህ በሞለኪዩል ስፔክትረም ውስጥ መስመር ይፈጥራል፣ ከዋናው አንፃር ወደ ረጅም የሞገድ ርዝመቶች ይቀየራል። ከፎቶን ጋር ከተጋጨ በኋላ አንድ ሞለኪውል ከፍ ያለ ሃይል ካለው ግዛት ወደ ዝቅተኛ ሃይል ወደሚገኝ ግዛት የሚያልፍ ከሆነ ከዋናው አንፃር ወደ አጭር የሞገድ ርዝመቶች የሚሸጋገር መስመር ይፈጠራል።

የራማን መበታተን ጥናቶች ስለ ሞለኪውሎች አወቃቀር መረጃ ይሰጣሉ. ይህንን ዘዴ በመጠቀም, የሞለኪውሎች ተፈጥሯዊ ንዝረት ድግግሞሾች በቀላሉ እና በፍጥነት ይወሰናሉ. በተጨማሪም የሞለኪውሉን ሲሜትሪ ተፈጥሮ ለመዳኘት ያስችለናል.

ማብራት

የአንድ ንጥረ ነገር ሞለኪውሎች አማካኝ የኪነቲክ ኃይላቸውን ሳይጨምሩ ወደ አስደሳች ሁኔታ ሊመጡ ይችላሉ ፣ ማለትም። ያለ ማሞቂያ, ከዚያም የእነዚህ አካላት ብርሀን ወይም የብርሃን ብርሀን ይከሰታል.

ሁለት ዓይነት የ luminescence ዓይነቶች አሉ- ፍሎረሰንትእና ፎስፈረስሴንስ.

ፍሎረሰንት luminescence ተብሎ የሚጠራው, ይህም የ luminescence exciter እርምጃ ካለቀ በኋላ ወዲያውኑ ይቆማል.

በፍሎረሰንት አማካኝነት የሞለኪውሎች ድንገተኛ ሽግግር ከአስደሳች ሁኔታ ወደ ዝቅተኛ ደረጃ ይከሰታል። የዚህ ዓይነቱ ፍካት በጣም አጭር ቆይታ አለው (ከ10 -7 ሰከንድ አካባቢ)።

ፎስፈረስሴንስ luminescence ተብሎ የሚጠራው, የ luminescence exciter ከተሰራ በኋላ ብርሃኑን ለረጅም ጊዜ ይይዛል.

በፎስፎረስሴንስ ወቅት አንድ ሞለኪውል ከአስደሳች ሁኔታ ወደ ሜታስቴሽን ደረጃ ይንቀሳቀሳል። ሊለወጥ የሚችልይህ ወደ ዝቅተኛ ደረጃ የሚደረግ ሽግግር የማይታሰብበት ደረጃ ነው። ሞለኪውሉ እንደገና ወደ አስደሳች ደረጃ ከተመለሰ ልቀት ሊከሰት ይችላል።

ከተለዋዋጭ ሁኔታ ወደ አስደሳች ሁኔታ የሚደረግ ሽግግር የሚቻለው ተጨማሪ ተነሳሽነት በሚኖርበት ጊዜ ብቻ ነው። እንዲህ ዓይነቱ ተጨማሪ በሽታ አምጪ ንጥረ ነገር የሙቀት መጠኑ ሊሆን ይችላል. በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ ይህ ሽግግር በፍጥነት ይከሰታል, በዝቅተኛ የሙቀት መጠን ቀስ በቀስ ይከሰታል.

ቀደም ብለን እንደገለጽነው, በብርሃን ተጽእኖ ስር ያለው ብርሃን ይባላል photoluminescenceበኤሌክትሮን የቦምብ ድብደባ ተጽዕኖ ሥር - ካቶዶሊኒየምበኤሌክትሪክ መስክ ተጽዕኖ ሥር - ኤሌክትሮላይዜሽንበኬሚካላዊ ለውጦች ተጽዕኖ ሥር - ኬሚሊኒየም.

የኳንተም ማጉያዎች እና የጨረር ማመንጫዎች

በእኛ ክፍለ ዘመን በ 50 ዎቹ አጋማሽ ላይ የኳንተም ኤሌክትሮኒክስ ፈጣን እድገት ተጀመረ. እ.ኤ.አ. በ 1954 የአካዳሚክ ሊቃውንት N.G. Basov እና A.M ስራዎች በዩኤስኤስአር ውስጥ ታዩ ። በሴንቲሜትር ክልል ውስጥ የአልትራሾርት የሬዲዮ ሞገዶች የኳንተም ጄኔሬተር ፕሮኮሮቭ ይባላል። ማዘር(ማይክሮዌር ማጉላት በተቀሰቀሰ የጨረር ልቀት)። በ 60 ዎቹ ውስጥ የታዩት በሚታዩ እና በኢንፍራሬድ ክልሎች ውስጥ ተከታታይ የጄነሬተሮች እና የብርሃን ማጉያዎች ተጠርተዋል ። የኦፕቲካል ኳንተም ማመንጫዎችወይም ሌዘር(የብርሃን ማጉላት በተቀሰቀሰ የጨረር ልቀት)።

ሁለቱም አይነት መሳሪያዎች የሚሠሩት በተቀሰቀሰ ወይም በተቀሰቀሰ የጨረር ተጽእኖ ላይ በመመስረት ነው.

ይህን አይነት ጨረራ በበለጠ ዝርዝር እንመልከት።

ይህ ዓይነቱ ጨረር የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ ማዕበሉ ከሚያልፍበት ንጥረ ነገር አተሞች ጋር ያለው መስተጋብር ውጤት ነው።

በአተሞች ውስጥ ከከፍተኛ የኃይል ደረጃዎች ወደ ዝቅተኛ ሽግግሮች በድንገት (ወይም በድንገት) ይከሰታሉ. ነገር ግን በአደጋው የጨረር ጨረር ተጽእኖ ስር እንደዚህ አይነት ሽግግሮች ወደፊትም ሆነ በተቃራኒው አቅጣጫዎች ሊኖሩ ይችላሉ. እነዚህ ሽግግሮች ይባላሉ ተገደደወይም ተነሳሳ. ከአስደሳች ደረጃዎች ወደ ዝቅተኛ የኃይል ደረጃ በግዳጅ ሽግግር ወቅት አቶም ሽግግሩ በተደረገበት ተጽእኖ ለፎቶን ተጨማሪ የሆነ ፎቶን ያወጣል።

በዚህ ሁኔታ, የዚህ ፎቶን ስርጭት አቅጣጫ እና, በዚህም ምክንያት, ሁሉም የተቀሰቀሰ ጨረሮች ሽግግርን ካስከተለ ውጫዊ ጨረር ስርጭት አቅጣጫ ጋር ይጣጣማሉ, ማለትም. የተቀሰቀሰ ልቀት ከማሽከርከር ጋር በጥብቅ የተጣጣመ ነው።.

ስለዚህ በተቀሰቀሰ ልቀት የሚመጣው አዲሱ ፎቶን በመሃከለኛዎቹ ውስጥ የሚያልፈውን ብርሃን ያጎላል። ሆኖም ግን, ከተፈጠረው ልቀት ጋር በአንድ ጊዜ, የብርሃን የመሳብ ሂደት ይከሰታል, ምክንያቱም የማሽከርከር ፎቶን በአነስተኛ የኃይል ደረጃ ላይ በሚገኝ አቶም ይያዛል፣ እና አቶም ወደ ከፍተኛ የኃይል ደረጃ ይሸጋገራል። እና

አካባቢን ወደ ተገላቢጦሽ ሁኔታ የማስተላለፍ ሂደት ይባላል በፓምፕ ተሞልቷልአካባቢን ማሳደግ. የትርፍ መካከለኛን ለማፍሰስ ብዙ ዘዴዎች አሉ። ከመካከላቸው በጣም ቀላሉ የኦፕቲካል ፓምፖች መካከለኛ ነው ፣ በዚህ ውስጥ አተሞች ከዝቅተኛ ደረጃ ወደ ላይኛው የደስታ ደረጃ የሚተላለፉበት የድግግሞሽ ብርሃን በማብራት .

የተገላቢጦሽ ሁኔታ ባለበት መካከለኛ፣ የተቀሰቀሰ ልቀት ብርሃንን በአተሞች ከመምጠጥ ይበልጣል፣ በዚህም ምክንያት የአደጋው የብርሃን ጨረር ይጨምራል።

በኦፕቲካል ክልል ውስጥ እንደ ሞገድ ጀነሬተር ጥቅም ላይ የዋለውን እንደዚህ ያሉ ሚዲያዎችን የሚጠቀም መሳሪያን እንመልከት ሌዘር.

ዋናው ክፍል አርቲፊሻል ሩቢ ክሪስታል ነው፣ እሱም አንዳንድ የአሉሚኒየም አተሞች በክሮሚየም አቶሞች የሚተኩበት አልሙኒየም ኦክሳይድ ነው። አንድ የሩቢ ክሪስታል በሞገድ 5600 ብርሃን ሲፈነዳ ክሮሚየም ions ወደ ከፍተኛ የኃይል ደረጃ ይሸጋገራሉ.

ወደ መሬት ሁኔታ የመመለሻ ሽግግር በሁለት ደረጃዎች ይከናወናል. በመጀመርያው ደረጃ፣ የተደሰቱ ionዎች ጉልበታቸውን ከፊሉን ወደ ክሪስታል ጥልፍልፍ በመተው ወደ ሜታስታንስ ሁኔታ ይገባሉ። ionዎቹ ከላይኛው ደረጃ ይልቅ ረዘም ላለ ጊዜ በዚህ ደረጃ ይቆያሉ. በውጤቱም, የሜታስተር ደረጃ የተገላቢጦሽ ሁኔታ ተገኝቷል.

የ ions ወደ መሬት ሁኔታ መመለስ በሁለት ቀይ መስመሮች ልቀት ጋር አብሮ ይመጣል: እና. ይህ መመለሻ የሚከሰተው ልክ እንደ ጭልፊት ተመሳሳይ የሞገድ ርዝመት ባላቸው የፎቶኖች ተጽእኖ ስር ነው, ማለትም. በተቀሰቀሰ ልቀት. ይህ መመለሻ ከድንገተኛ ልቀት በበለጠ ፍጥነት ይከሰታል፣ ስለዚህ ብርሃኑ ይጨምራል።

በሌዘር ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውለው ሩቢ 0.5 ሴ.ሜ የሆነ ዲያሜትር እና ከ4-5 ሴ.ሜ ርዝመት ያለው ዘንግ ቅርፅ አለው ። የዚህ ዘንግ ጠፍጣፋ ጫፎች በብሩህ እና በብር የተሠሩ ናቸው ፣ እነሱም እርስ በእርሳቸው የሚተያዩ ሁለት መስተዋቶች ይፈጥራሉ ። ከነሱ መካከል ግልፅ ናቸው ። መላው የሩቢ ዘንግ በኤሌክትሮን ቱቦ አቅራቢያ ይገኛል ፣ ይህም መካከለኛውን በኦፕቲካል ፓምፕ ለማድረግ ያገለግላል። የእንቅስቃሴ አቅጣጫቸው ከሩቢ ዘንግ ጋር ትናንሽ ማዕዘኖች የሚፈጥሩ ፎቶኖች ከጫፎቹ ብዙ ነጸብራቆችን ይለማመዳሉ።

ስለዚህ, በክሪስታል ውስጥ ያለው መንገዳቸው በጣም ረጅም ይሆናል, እና በዚህ አቅጣጫ የፎቶኖች ካስኬድ ከፍተኛውን እድገት ይቀበላሉ.

በሌላ አቅጣጫ በድንገት የሚለቀቁት ፎቶኖች ተጨማሪ ጨረር ሳያስከትሉ ከክሪስታል የሚወጣው በጎን በኩል ነው።

የአክሲየል ጨረሩ በበቂ ሁኔታ ኃይለኛ በሚሆንበት ጊዜ፣ የተወሰነው ክፍል ግልጽ በሆነው የክሪስታል ጫፍ በኩል ወደ ውጭ ይወጣል።

በክሪስታል ውስጥ ከፍተኛ መጠን ያለው ሙቀት ይፈጠራል. ስለዚህ, በከፍተኛ ሁኔታ ማቀዝቀዝ አለበት.

ሌዘር ጨረር በርካታ ባህሪያት አሉት. ተለይቶ ይታወቃል፡-

1. ጊዜያዊ እና የቦታ ትስስር;

2. ጥብቅ monochromatic;

3. ከፍተኛ ኃይል;

4. የጨረር ጠባብነት.

የጨረር ከፍተኛ ቅንጅት ለሬዲዮ መገናኛዎች በተለይም በጠፈር ውስጥ የአቅጣጫ ራዲዮ ግንኙነቶችን ሌዘር ለመጠቀም ሰፊ ተስፋዎችን ይከፍታል። ብርሃንን ማስተካከል እና ማጥፋት የሚቻልበት መንገድ ከተገኘ ከፍተኛ መጠን ያለው መረጃ ማስተላለፍ ይቻላል. ስለዚህ፣ ከሚተላለፉ መረጃዎች ብዛት አንፃር፣ አንድ ሌዘር በዩናይትድ ስቴትስ ምሥራቃዊ እና ምዕራባዊ የባህር ዳርቻዎች መካከል ያለውን አጠቃላይ የግንኙነት ሥርዓት ሊተካ ይችላል።

የሌዘር ጨረር የማዕዘን ስፋት በጣም ትንሽ ነው, በቴሌስኮፕ ትኩረትን በመጠቀም, በጨረቃ ወለል ላይ 3 ኪሎ ሜትር የሆነ ዲያሜትር ያለው የብርሃን ቦታ ማግኘት ይቻላል. የጨረሩ ከፍተኛ ኃይል እና ጠባብነት መነፅርን በሚጠቀሙበት ጊዜ የፀሐይ ብርሃንን በማተኮር ሊገኝ ከሚችለው የኃይል ፍሰት ጥግግት በ 1000 እጥፍ ከፍ ያለ የኃይል ፍሰትን ለማግኘት ያስችላል። እንደነዚህ ያሉት የብርሃን ጨረሮች ለማሽን እና ለመገጣጠም ፣ በኬሚካዊ ግብረመልሶች ሂደት ላይ ተጽዕኖ ለማሳደር ፣ ወዘተ.

ከላይ ያለው የሌዘርን ሁሉንም ችሎታዎች አያሟጥጥም. ሙሉ ለሙሉ አዲስ የሆነ የብርሃን ምንጭ ነው እና ሁሉንም ሊተገበሩ የሚችሉ ቦታዎችን መገመት አሁንም አስቸጋሪ ነው.

ሞለኪውላር SPECTRA፣ የኤሌክትሮማግኔቲክ ልቀት እና የመሳብ እይታ። ጨረር እና ጥምረት የነጻ ወይም በደካማ የታሰሩ ሞለኪውሎች ንብረት የሆነ የብርሃን መበታተን። በኤክስሬይ፣ ዩቪ፣ የሚታይ፣ IR እና የሬዲዮ ሞገድ (ማይክሮዌቭን ጨምሮ) የስፔክትረም ክልሎች ውስጥ የባንዶች ስብስብ (መስመሮች) ይመስላሉ። የባንዶች (መስመሮች) አቀማመጥ በልቀቶች (የልቀት ሞለኪውላር ስፔክትራ) እና በመምጠጥ (መምጠጥ ሞለኪውላር spectra) በድግግሞሾች v ( የሞገድ ርዝመት l = c / v ፣ ሐ የብርሃን ፍጥነት) እና የሞገድ ቁጥሮች = 1 ናቸው ። / ሊ; የሚወሰነው በሃይል ኢ" እና ኢ መካከል ባለው ልዩነት ነው፡ እነዚያ የሞለኪውል ሁኔታዎች የኳንተም ሽግግር ይከሰታል

(h-Planck ቋሚ). ከጥምረት ጋር በስርጭት ውስጥ, ዋጋ hv በአደጋው እና በተበታተኑ ፎቶኖች ውስጥ ካለው ልዩነት ጋር እኩል ነው. የባንዶች ጥንካሬ (መስመሮች) የአንድ የተወሰነ ዓይነት ሞለኪውሎች ብዛት (ማጎሪያ) ፣ የኃይል ደረጃዎች ህዝብ ብዛት ኢ እና ኢ: እና ተመጣጣኝ ሽግግር ዕድል ጋር ይዛመዳል።

የጨረራ ልቀት ወይም የመሳብ እድሉ የሚወሰነው በኤሌክትሪክ ማትሪክስ ኤለመንት ካሬ ነው። የሽግግር ዲፕሎፕ አፍታ, እና የበለጠ ትክክለኛ ግምት - በማትሪክስ አካላት መግነጢሳዊ ካሬዎች. እና ኤሌክትሪክ የሞለኪውል አራት እጥፍ (የኳንተም ሽግግሮችን ይመልከቱ)። ከጥምረት ጋር በብርሃን መበታተን, የመሸጋገሪያው ዕድል ከሞለኪውሉ ከተፈጠረው የሽግግር ዲፕሎፕ አፍታ ማትሪክስ አካል ጋር ይዛመዳል, ማለትም. ከሞለኪዩል የፖላራይዜሽን ማትሪክስ አካል ጋር።

ሁኔታዎች ይላሉ። ስርዓቶች, በተወሰኑ ሞለኪውላዊ ስፔክተሮች መልክ የሚታዩ ሽግግሮች, የተለያየ ተፈጥሮ ያላቸው እና በሃይል ውስጥ በጣም ይለያያሉ. የአንዳንድ ዓይነቶች የኃይል ደረጃዎች እርስ በእርሳቸው በጣም ርቀው ይገኛሉ, ስለዚህም በሽግግሮች ወቅት ሞለኪዩል ከፍተኛ-ድግግሞሽ ጨረሮችን ይይዛል ወይም ያስወጣል. በሌሎች ተፈጥሮ ደረጃዎች መካከል ያለው ርቀት ትንሽ ነው, እና በአንዳንድ ሁኔታዎች, ውጫዊ በማይኖርበት ጊዜ. የመስክ ደረጃዎች ይቀላቀላሉ (የተበላሹ). በትንሽ የኃይል ልዩነት, በዝቅተኛ ድግግሞሽ ክልል ውስጥ ሽግግሮች ይታያሉ. ለምሳሌ, የአንዳንድ ንጥረ ነገሮች አተሞች ኒውክሊየስ የራሳቸው አላቸው. ማግ. torque እና የኤሌክትሪክ ከአከርካሪ ጋር የተቆራኘ ባለአራት እጥፍ። ኤሌክትሮኖችም ማግኔቲክ አላቸው ቅጽበት ከማሽከርከር ጋር የተቆራኘ። ውጫዊ በማይኖርበት ጊዜ መግነጢሳዊ ዝንባሌ መስኮች አፍታዎች የዘፈቀደ ናቸው፣ ማለትም እነሱ በቁጥር አልተቆጠሩም እና ተጓዳኝ ሃይሎች. ግዛቶች የተበላሹ ናቸው. ውጫዊ ሲተገበር ቋሚ ማግኔት በመስክ, ብልሹነት ይነሳል እና በሃይል ደረጃዎች መካከል ሽግግሮች ሊኖሩ ይችላሉ, በሬዲዮ ፍሪኩዌንሲው ክልል ውስጥ ይስተዋላል. NMR እና EPR spectra የሚነሱት በዚህ መንገድ ነው (የኑክሌር መግነጢሳዊ ድምጽን ይመልከቱ፣ ኤሌክትሮን ፓራማግኔቲክ ሬዞናንስ ይመልከቱ)።

የኪነቲክ ስርጭት በሞል የሚመነጩ የኤሌክትሮኖች ኃይል. ስርዓቶች በኤክስሬይ ወይም በጠንካራ UV ጨረሮች በጨረር ምክንያት ኤክስሬይ ይሰጣሉስፔክትሮስኮፒ እና የፎቶ ኤሌክትሮን ስፔክትሮስኮፒ. ተጨማሪ በፓይሩ ውስጥ ሂደቶች በመነሻ ተነሳሽነት ምክንያት የሚፈጠር ስርዓት, ወደ ሌሎች ስፔክተሮች ገጽታ ይመራል. ስለዚህ, Auger spectra በመዝናናት ምክንያት ይነሳል. ኤሌክትሮን ከውጪ መቅዳት የ k.-l ዛጎሎች. አቶም በአንድ ክፍት የውስጥ ሼል, እና የተለቀቀው ኃይል ይለወጣል. በኪነቲክ የሌላ የኤሌክትሮን ext ኃይል. በአቶም የሚወጣ ሼል. በዚህ ሁኔታ የኳንተም ሽግግር ከተወሰነ ገለልተኛ ሞለኪውል ወደ ሞለኪውላዊ ሁኔታ ይከሰታል. ion (የ Auger spectroscopy ይመልከቱ).

በባህላዊ መልኩ ከኦፕቲካል ስፔክትራ ጋር የተቆራኙ spectra ብቻ እንደ ሞለኪውላር ስፔክትራ በትክክል ይመደባሉ። በኤሌክትሮኒካዊ-ንዝረት-ማሽከርከር, ከሶስት መሰረታዊ ጋር የተያያዘ የአንድ ሞለኪውል የኃይል ደረጃዎች ሽግግር. የኃይል ዓይነቶች የሞለኪዩል ደረጃዎች - ኤሌክትሮኒካዊ ኢ ኤል, የንዝረት ኢ ቆጠራ እና ማሽከርከር E bp, ከውስጣዊው ሶስት ዓይነቶች ጋር ይዛመዳል. በሞለኪውል ውስጥ እንቅስቃሴ. በኤሌክትሮኒካዊ ሁኔታ ውስጥ ያለው የሞለኪውል ሚዛናዊ ውቅር ኃይል እንደ ኢል ይወሰዳል። የአንድ ሞለኪውል ሊሆኑ የሚችሉ ኤሌክትሮኒካዊ ሁኔታዎች ስብስብ የሚወሰነው በኤሌክትሮኒክ ቅርፊቱ እና በሲሜትሪ ባህሪው ነው። ማወዛወዝ በሞለኪውል ውስጥ ያሉ የኒውክሊየሎች እንቅስቃሴ በእያንዳንዱ ኤሌክትሮኒካዊ ሁኔታ ውስጥ ካለው ሚዛናዊ አቀማመጥ አንጻር ሲታይ ለብዙ ንዝረቶች ይለካሉ። የነፃነት ደረጃዎች, ውስብስብ የሆነ የመወዝወዝ ስርዓት ተመስርቷል. የኃይል ደረጃዎች ኢ ብዛት. የሞለኪዩል (ሞለኪዩል) መዞር በአጠቃላይ የተገናኙ ኒዩክሊየሎች ጥብቅ ስርዓት በማሽከርከር ይገለጻል. የእንቅስቃሴው መጠን ቅጽበት ፣ እሱም በቁጥር ተቆጥሯል ፣ ሽክርክሪት ይፈጥራል። ግዛቶች (ተዘዋዋሪ የኃይል ደረጃዎች) ኢ ጊዜ. በተለምዶ የኤሌክትሮኒካዊ ሽግግሮች ጉልበት በበርካታ ቅደም ተከተሎች ላይ ነው. ኢቪ, ንዝረት - 10 -2 ... 10 -1 eV, ማዞሪያ - 10 -5 ... 10 -3 eV.

በልቀቶች, በመምጠጥ ወይም በማጣመር በየትኛው የኃይል ደረጃ ሽግግር እንደሚከሰቱ ይወሰናል. ኤሌክትሮማግኔቲክ መበታተን ጨረር - ኤሌክትሮኒክ, ማወዛወዝ. ወይም ማሽከርከር, ኤሌክትሮኒክ, ማወዛወዝ አሉ. እና ተዘዋዋሪ ሞለኪውላዊ እይታ. ጽሑፎቹ ኤሌክትሮኒካዊ ስፔክትራ, የንዝረት እይታ, የማዞሪያ ስፔክትራ ስለ ሞለኪውሎች ተጓዳኝ ሁኔታዎች, የኳንተም ሽግግር ምርጫ ደንቦች, ሞል. spectroscopy, እንዲሁም ምን ዓይነት ሞለኪውሎች ባህሪያት ጥቅም ላይ ሊውሉ ይችላሉ. ከሞለኪውላዊ እይታ የተገኘ: የኤሌክትሮኒካዊ ግዛቶች ባህሪያት እና ሲሜትሪ, ንዝረቶች. ቋሚዎች, የመነጣጠል ኃይል, የሞለኪዩል ሲሜትሪ, ሽክርክሪት. ቋሚዎች, የንቃተ ህሊና ጊዜያት, ጂኦም. መለኪያዎች, ኤሌክትሪክ dipole moments, መዋቅራዊ ውሂብ እና ውስጣዊ የኃይል መስኮች, ወዘተ. በሚታየው እና UV ክልሎች ውስጥ የኤሌክትሮኒካዊ መሳብ እና የማብራት እይታ ስለ ስርጭቱ መረጃ ይሰጣል

ስፔክትረምበአተሞች እና ሞለኪውሎች ከአንዱ የኢነርጂ ሁኔታ ወደ ሌላ በሚሸጋገርበት ጊዜ በአንድ ንጥረ ነገር የተሰበሰበ፣ የተለቀቀ፣ የተበታተነ ወይም የሚያንፀባርቅ የኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረሮች የኃይል ብዛት ተከታታይ ነው።

ብርሃን ከቁስ ጋር ያለውን መስተጋብር ተፈጥሮ ላይ በመመስረት, spectra ለመምጥ spectra ሊከፈል ይችላል; ልቀቶች (ልቀቶች); መበታተን እና ማንጸባረቅ.

በጥናት ላይ ላሉ ነገሮች, ኦፕቲካል ስፔክትሮስኮፒ, ማለትም. ስፔክትሮስኮፒ በሞገድ ክልል 10 -3 ÷10 -8 ኤምወደ አቶሚክ እና ሞለኪውላር ተከፍሏል.

አቶሚክ ስፔክትረምየመስመሮች ቅደም ተከተል ነው, ቦታው የሚወሰነው ከአንድ ደረጃ ወደ ሌላ በኤሌክትሮን ሽግግር ኃይል ነው.

የአቶሚክ ኃይልእንደ የትርጉም እንቅስቃሴ እና የኤሌክትሮኒካዊ ኃይል ጉልበት ድምር ሊወከል ይችላል፡-

ድግግሞሽ የት ነው, የሞገድ ርዝመት ነው, የሞገድ ቁጥር ነው, የብርሃን ፍጥነት ነው, የፕላንክ ቋሚ ነው.

በአቶም ውስጥ ያለው የኤሌክትሮን ኃይል ከዋናው የኳንተም ቁጥር ካሬ ጋር በተገላቢጦሽ ስለሚመጣጠን በአቶሚክ ስፔክትረም ውስጥ ላለው መስመር ቀመር ሊፃፍ ይችላል፡-

(4.12)

እዚህ - በከፍተኛ እና ዝቅተኛ ደረጃ ላይ ያሉ የኤሌክትሮኖች ኃይል; - Rydberg ቋሚ; - ስፔክትራል ቃላት በሞገድ ቁጥሮች አሃዶች (m -1, ሴሜ -1) ውስጥ ተገልጿል.

ሁሉም የአቶሚክ ስፔክትረም መስመሮች በአጭር-ማዕበል ክልል ውስጥ በአቶም ionization ኢነርጂ በተወሰነው ገደብ ይሰበሰባሉ, ከዚያ በኋላ ቀጣይነት ያለው ስፔክትረም አለ.

ሞለኪውል ጉልበትለመጀመሪያው ግምታዊ ፣ እንደ የትርጉም ፣ የመዞሪያ ፣ የንዝረት እና የኤሌክትሮኒክስ ሃይሎች ድምር ተደርጎ ሊወሰድ ይችላል።

(4.15)

ለአብዛኞቹ ሞለኪውሎች ይህ ሁኔታ ረክቷል. ለምሳሌ፣ ለH 2 በ291 ኪ፣ የጠቅላላ ኢነርጂው ግላዊ አካላት በትእዛዙ መጠን ወይም ከዚያ በላይ ይለያያሉ።

309,5 ኪጄ/ሞል፣

=25,9 ኪጄ/ሞል፣

2,5 ኪጄ/ሞል፣

=3,8 ኪጄ/ሞል.

በተለያዩ የስፔክትረም ክልሎች ውስጥ ያለው የኳንታ የኃይል ዋጋዎች በሰንጠረዥ 4.2 ውስጥ ተነጻጽረዋል።

ሠንጠረዥ 4.2 - ሞለኪውሎች መካከል የጨረር ስፔክትረም የተለያዩ ክልሎች መካከል እየተዋጠ quanta ኃይል

"የኒውክሊየስ ንዝረቶች" እና "የሞለኪውሎች መዞር" ጽንሰ-ሐሳቦች አንጻራዊ ናቸው. እንደ እውነቱ ከሆነ, እንደዚህ አይነት የእንቅስቃሴ ዓይነቶች በግምት በህዋ ውስጥ ስለ ኒውክሊየስ ስርጭት ሀሳቦችን ያስተላልፋሉ, ይህም ከኤሌክትሮኖች ስርጭት ጋር ተመሳሳይ ነው.

በዲያቶሚክ ሞለኪውል ውስጥ የኃይል ደረጃዎች መርሃ ግብር በስእል 4.1 ቀርቧል.

በተዘዋዋሪ የኃይል ደረጃዎች መካከል ያሉ ሽግግሮች በሩቅ-IR እና በማይክሮዌቭ ክልሎች ውስጥ የመዞሪያ እይታ እንዲታዩ ይመራሉ. በተመሳሳዩ ኤሌክትሮኒካዊ ደረጃ ውስጥ ባሉ የንዝረት ደረጃዎች መካከል ያሉ ሽግግሮች በአቅራቢያው-IR ክልል ውስጥ የንዝረት-ተዘዋዋሪ ስፔክትራን ይሰጣሉ ፣ ምክንያቱም የንዝረት ኳንተም ቁጥር ለውጥ የማዞሪያ ኳንተም ቁጥር ለውጥ ማድረጉ የማይቀር ነው። በመጨረሻም በኤሌክትሮኒካዊ ደረጃዎች መካከል የሚደረጉ ሽግግሮች በሚታዩ እና በ UV ክልሎች ውስጥ የኤሌክትሮኒክስ-ንዝረት-ተዘዋዋሪ ስፔክተሮች እንዲታዩ ያደርጋሉ.

በአጠቃላይ ሁኔታ, የሽግግሮች ብዛት በጣም ትልቅ ሊሆን ይችላል, ነገር ግን በእውነቱ ሁሉም በእይታ ውስጥ አይታዩም. የሽግግር ብዛት ውስን ነው። የምርጫ ደንቦች .

ሞለኪውላር ስፔክትራ ብዙ መረጃዎችን ይሰጣል። ጥቅም ላይ ሊውሉ ይችላሉ:

በጥራት ትንተና ውስጥ ያሉትን ንጥረ ነገሮች ለመለየት, ምክንያቱም እያንዳንዱ ንጥረ ነገር የራሱ የሆነ ልዩ ስፔክትረም አለው;

ለቁጥር ትንተና;

ለመዋቅራዊ ቡድን ትንተና፣ የተወሰኑ ቡድኖች ለምሳሌ >C=O፣ _NH 2፣ _OH፣ወዘተ ያሉ በስፔክትራ ውስጥ የባህሪ ባንዶችን ይሰጣሉ።

የሞለኪውሎች እና ሞለኪውላዊ ባህሪዎችን የኃይል ሁኔታዎችን ለመወሰን (የውስጣዊው የኑክሌር ርቀት ፣ የንቃተ-ህሊና ጊዜ ፣ የተፈጥሮ ንዝረት ድግግሞሾች ፣ የመለያየት ኃይሎች); ስለ ሞለኪውላር ስፔክትራ አጠቃላይ ጥናት አንድ ሰው ስለ ሞለኪውሎች የቦታ መዋቅር መደምደሚያ ላይ እንዲደርስ ያስችለዋል;

በጣም ፈጣን ምላሽን ለማጥናት ጨምሮ በኪነቲክ ጥናቶች ውስጥ።

- የኤሌክትሮኒካዊ ደረጃዎች ኃይል;

የንዝረት ደረጃዎች ጉልበት;

የማዞሪያ ደረጃዎች ሃይሎች

ምስል 4.1 - የዲያቶሚክ ሞለኪውል የኃይል ደረጃዎች እቅድ ዝግጅት

የቡጉር-ላምበርት-ቢራ ህግ

ሞለኪውላር ስፔክትሮስኮፒን በመጠቀም የቁጥር ሞለኪውላዊ ትንተና መሰረት ነው የቡጉር-ላምበርት-ቢራ ህግ የአደጋውን መጠን እና የሚተላለፈውን ብርሃን ከተቀባው ንብርብር ውፍረት እና ውፍረት ጋር በማገናኘት (ምስል 4.2)

ወይም በተመጣጣኝ ሁኔታ፡-

የውህደት ውጤት፡-

(4.19)

(4.20)

የአደጋው ብርሃን መጠን በከፍተኛ መጠን ሲቀንስ

(4.21)

ከሆነ =1 ሞል / ሊ, እንግዲህ, i.e. የመምጠጥ መጠኑ ከንብርብሩ የተገላቢጦሽ ውፍረት ጋር እኩል ነው ፣ በዚህ ውስጥ ፣ ከ 1 ጋር እኩል በሆነ ትኩረት ፣ የአደጋው ብርሃን መጠን በክብደት ቅደም ተከተል ይቀንሳል።

የመምጠጥ ቅንጅቶች እና በሞገድ ርዝመት ይወሰናል. የዚህ ጥገኝነት አይነት የሞለኪውሎች "የጣት አሻራ" አይነት ነው, እሱም አንድን ንጥረ ነገር ለመለየት በጥራት ትንተና ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል. ይህ ጥገኝነት ለአንድ የተወሰነ ንጥረ ነገር ባህሪ እና ግለሰባዊ እና በሞለኪውል ውስጥ የተካተቱትን የባህሪ ቡድኖችን እና ቦንዶችን ያንፀባርቃል።

የእይታ እፍጋት ዲ

እንደ% ተገልጿል

4.2.3 የዲያቶሚክ ሞለኪውል የማሽከርከር ኃይል በጠንካራው የ rotator approximation ውስጥ። የሞለኪውሎች ተዘዋዋሪ ስፔክትራ እና አተገባበር ሞለኪውላዊ ባህሪያትን ለመወሰን

የማሽከርከር ስፔክትራ ገጽታ የ ሞለኪዩል የማሽከርከር ኃይል በቁጥር በመደረጉ ነው, ማለትም.

ሀ

የአንድ ሞለኪውል የማሽከርከር ኃይል በማዞሪያው ዘንግ ዙሪያ

ከ ነጥብ ጀምሮ ኦየሞለኪዩል የስበት ማዕከል ነው፣ ከዚያ፡-

የተቀነሰ የጅምላ ማስታወሻ መግቢያ፡-

(4.34)

ወደ እኩልታው ይመራል

(4.35)

ስለዚህ, ዲያቶሚክ ሞለኪውል (ምስል 4.7 ሀ), በዘንግ ዙሪያ መሽከርከር ወይም በመሬት ስበት መሃከል ውስጥ ማለፍ ፣ እንደ ጅምላ ቅንጣት ሊቆጠር ይችላል ፣ በነጥቡ ዙሪያ ራዲየስ ያለበትን ክበብ ይገልጻል። ኦ(ምስል 4.7 ለ).

የአተሞች ራዲየስ ከ internuclear ርቀት በጣም ያነሰ ስለሆነ በሞለኪውል ዘንግ ዙሪያ ማሽከርከር ከዜሮ ጋር እኩል የሆነ የንቃተ-ህሊና ጊዜ ይሰጣል። ስለ ሞለኪዩሉ ትስስር መስመር እርስ በርስ የሚደጋገፉ ስለ ወይም መጥረቢያዎች ማሽከርከር ወደ እኩል መጠን የማይነቃነቅ ጊዜያት ይመራል፡

የኢንቲጀር እሴቶችን ብቻ የሚወስድ ተዘዋዋሪ ኳንተም ቁጥር የት አለ።

0፣ 1፣ 2…. በአሰራሩ ሂደት መሰረት የማዞሪያ ስፔክትረም የመምረጫ ደንብ የዲያቶሚክ ሞለኪውል ፣ የኃይል ኳንተም በሚወስድበት ጊዜ በተዘዋዋሪ ኳንተም ቁጥር ላይ ለውጥ የሚቻለው በአንድ ብቻ ነው ፣ ማለትም።

ቀመር (4.37) ወደ ቅጹ ይለውጣል፡-

በሚሸጋገርበት ጊዜ ኳንተም ከመምጠጥ ጋር በሚዛመደው በተዘዋዋሪ ስፔክትረም ውስጥ ያለው የመስመሩ የሞገድ ቁጥር። ጄየኃይል ደረጃ በእያንዳንዱ ደረጃ ጄ+1፣ በቀመር በመጠቀም ሊሰላ ይችላል፡-

ስለዚህ በጠንካራው የ rotator ሞዴል መጠጋጋት ውስጥ ያለው የማዞሪያ ስፔክትረም እርስ በርስ በተመሳሳይ ርቀት ላይ የሚገኙ የመስመሮች ስርዓት ነው (ምስል 4.5 ለ). በጠንካራው የ rotator ሞዴል ውስጥ የሚገመቱ የዲያቶሚክ ሞለኪውሎች ተዘዋዋሪ ስፔክትራ ምሳሌዎች በስእል 4.6 ቀርበዋል።

ሀ ለ

ምስል 4.6 - የማሽከርከር እይታ ኤች.ኤፍ (ሀ) እና CO(ለ)

ለሃይድሮጂን halide ሞለኪውሎች, ይህ ስፔክትረም ወደ ሩቅ የ IR ክልል ስፔክትረም, ለከባድ ሞለኪውሎች - ወደ ማይክሮዌቭ.

በተገኙት የዲያቶሚክ ሞለኪውል ተዘዋዋሪ ስፔክትረም ክስተት በተገኙት ቅጦች ላይ በመመርኮዝ ፣ በተግባር ፣ በአጠገቡ ውስጥ ባሉት መስመሮች መካከል ያለው ርቀት በመጀመሪያ የሚወሰነው ፣ ከዚያ የተገኙበት እና እኩልታዎችን በመጠቀም ነው ።

(4.45)

የት - የሴንትሪፉጋል መዛባት ቋሚ , በግምታዊ ግንኙነት ከሚሽከረከር ቋሚ ጋር የተያያዘ ነው . እርማቱ በጣም ትልቅ ብቻ ግምት ውስጥ መግባት አለበት ጄ.

ለፖሊቶሚክ ሞለኪውሎች, በአጠቃላይ, ሶስት የተለያዩ የማቅለሽለሽ ጊዜዎች ይቻላል . በሞለኪዩል ውስጥ የሲሜትሪ ንጥረነገሮች ካሉ ፣ የንቃተ ህሊና ጊዜዎች ሊገጣጠሙ ወይም ከዜሮ ጋር እኩል ሊሆኑ ይችላሉ። ለምሳሌ, ለመስመር ፖሊቶሚክ ሞለኪውሎች(CO 2፣ OCS፣ HCN፣ ወዘተ.)

የት - ከመዞሪያው ሽግግር ጋር የሚዛመደው የመስመር አቀማመጥ በ isotopically በተተካ ሞለኪውል ውስጥ.

የመስመሩን isotopic ፈረቃ መጠን ለማስላት ፣ የኢሶቶፔን የአቶሚክ ብዛት ፣ የ inertia ቅጽበት ፣ ተዘዋዋሪ ቋሚ እና አቀማመጥን ከግምት ውስጥ በማስገባት የተቀነሰውን isotopic የሚተካውን ሞለኪውል በቅደም ተከተል ማስላት አስፈላጊ ነው ። በሞለኪዩል ስፔክትረም ውስጥ ያለው መስመር እንደ እኩልታዎች (4.34) ፣ (4.35) ፣ (4.39) እና (4.43) በቅደም ተከተል ፣ ወይም በተናጥል በተተካ እና ባልተተካው ሽግግር ውስጥ ካሉት ተመሳሳይ ሽግግር ጋር የሚዛመዱ የመስመሮች ሞገድ ቁጥሮች ሬሾን ይገምቱ። -በ isotopically የሚተኩ ሞለኪውሎች፣ እና በመቀጠል እኩልታ (4.50) በመጠቀም የኢሶቶፕ ፈረቃውን አቅጣጫ እና መጠን ይወስኑ። የ internuclear ርቀት በግምት ቋሚ ይቆጠራል ከሆነ , ከዚያም የሞገድ ቁጥሮች ጥምርታ ከተቀነሰው የጅምላ ተገላቢጦሽ ጋር ይዛመዳል.

የጠቅላላው የንጥሎች ብዛት የት ነው, የንጥሎች ብዛት በ እኔ- በሙቀት መጠን የኃይል ደረጃ ቲ, ክ- ቦልትማን ቋሚ, - ስታቲስቲካዊ ve አስገድድ የመበስበስ ደረጃ እኔ- የዚያ የኃይል ደረጃ ፣ በተወሰነ ደረጃ ቅንጣቶችን የማግኘት እድልን ያሳያል።

ለተዘዋዋሪ ሁኔታ ፣ የደረጃው ህዝብ ብዙውን ጊዜ በጥቃቅን ብዛት ሬሾ ተለይቶ ይታወቃል ጄ- ያ የኃይል ደረጃ በዜሮ ደረጃ ወደ ቅንጣቶች ብዛት;

(4.53)

የት - የስታቲስቲክስ ክብደት ጄየዚያ ተዘዋዋሪ የኃይል ደረጃ ፣ የሚሽከረከር ሞለኪውል ወደ ዘንግ ላይ ካለው ሞገድ ትንበያ ብዛት ጋር ይዛመዳል - የሞለኪዩል የግንኙነት መስመር ፣ ፣ ዜሮ የማዞሪያ ደረጃ ጉልበት . ተግባሩ እየጨመረ ሲሄድ በከፍተኛው ውስጥ ያልፋል ጄበስእል 4.7 ላይ እንደተገለጸው የ CO ሞለኪውልን እንደ ምሳሌ በመጠቀም።

የተግባሩ ጽንፍ ከከፍተኛው አንጻራዊ ህዝብ ጋር ካለው ደረጃ ጋር ይዛመዳል የኳንተም ቁጥር ዋጋ በጽንሱ ላይ ያለውን የተግባር አመጣጥ ከወሰነ በኋላ የተገኘውን ስሌት በመጠቀም ሊሰላ ይችላል-

(4.54)

ምስል 4.7 - የመዞሪያ የኃይል ደረጃዎች አንጻራዊ ህዝብ

ሞለኪውሎች COበሙቀት መጠን 298 እና 1000 ኪ

ለምሳሌ.በማዞሪያው ስፔክትረም ኤችአይኤ በአጎራባች መስመሮች መካከል ያለው ርቀት ይወሰናል ሴሜ -1. በሞለኪዩል ውስጥ ያለውን የማዞሪያ ቋሚ፣የማይነቃነቅ አፍታ እና ሚዛናዊ የኢንተርኑክሊየር ርቀትን አስላ።

መፍትሄ

በጠንካራው የ rotator ሞዴል ግምታዊ ስሌት ፣ በቀመር (4.45) መሠረት ፣ የማዞሪያውን ቋሚ እንወስናለን-

ሴሜ -1.

የሞለኪዩሉ የማይነቃነቅበት ጊዜ በቀመር (4.46) በመጠቀም ከማዞሪያው ቋሚ እሴት ይሰላል።

ኪግ . ሜ 2.

የመካከለኛውን የኑክሌር ርቀትን ለመወሰን፣ የሃይድሮጂን ኒዩክሊየስ ብዛት ግምት ውስጥ በማስገባት ቀመር (4.47) እንጠቀማለን። እና አዮዲን በኪ.ግ.

ለምሳሌ.በ 1 H 35 Cl ስፔክትረም በሩቅ IR ክልል ውስጥ የሞገድ ቁጥራቸው የሚከተሉት መስመሮች ተገኝተዋል።

የሞለኪዩል ሞለኪዩል ኢንቴርሺያ እና ውስጣዊ ርቀት አማካይ እሴቶችን ይወስኑ። በስፔክትረም ውስጥ የተመለከቱትን መስመሮች ወደ ተዘዋዋሪ ሽግግሮች ያቅርቡ።

መፍትሄ

በጠንካራው የ rotator ሞዴል መሠረት ፣ በተዘዋዋሪ ስፔክትረም አቅራቢያ ባሉ የማዕበል ቁጥሮች መካከል ያለው ልዩነት ቋሚ እና ከ 2 ጋር እኩል ነው። በአጎራባች መስመሮች መካከል ካሉት ርቀቶች አማካኝ ዋጋ የማዞሪያውን ቋሚ በስፔክትረም እንወስን፡

ሴሜ -1,

ሴሜ -1

የሞለኪዩል መነቃቃት ጊዜን እናገኛለን (ቀመር (4.46))፦

የሃይድሮጂን ኒዩክሊየስ ብዛት ግምት ውስጥ በማስገባት ሚዛኑን የኢንተርኑክሌር ርቀትን (ቀመር (4.47) እናሰላለን። እና ክሎሪን (በኪ.ግ.)

ቀመር (4.43) በመጠቀም የመስመሮቹ አቀማመጥ በ 1 H 35 Cl ተዘዋዋሪ ስፔክትረም ውስጥ እንገምታለን።

የመስመሮቹ ሞገድ ቁጥሮች የተሰሉ እሴቶችን ከሙከራዎቹ ጋር እናወዳድር። በ 1 H 35 Cl ተዘዋዋሪ ስፔክትረም ውስጥ የተመለከቱት መስመሮች ከሽግግሮች ጋር ይዛመዳሉ ።

N መስመሮች
, ሴሜ -1	85.384	106.730	128.076	149.422	170.768	192.114	213.466
	3 4	4 5	5 6	6 7	7 8	8 9	9 10

ለምሳሌ.ከሽግግሩ ጋር የሚዛመደውን የመምጠጥ መስመር isotopic shift መጠን እና አቅጣጫ ይወስኑ የክሎሪን አቶም በ 37 Cl isotope ሲተካ በ 1 H 35 Cl ሞለኪውል ተዘዋዋሪ ስፔክትረም ውስጥ ያለው የኃይል መጠን። በ 1 H 35 Cl እና 1 H 37 Cl ሞለኪውሎች ውስጥ ያለው ውስጣዊ ርቀት ተመሳሳይ ነው ተብሎ ይታሰባል።

መፍትሄ

ከሽግግሩ ጋር የሚዛመደውን የመስመር isotopic shift መጠን ለመወሰን የ 37 Cl የአቶሚክ ክብደት ለውጥን ከግምት ውስጥ በማስገባት የተቀነሰውን የ 1 H 37 Cl ሞለኪውል እናሰላለን።

በመቀጠልም የመስመሩን ጊዜ, የማዞሪያ ቋሚ እና የመስመሩን ቦታ እናሰላለን በ 1 H 37 Cl ሞለኪውል ስፔክትረም እና የኢሶቶፕ ለውጥ እሴት እንደ እኩልታዎች (4.35) ፣ (4.39) ፣ (4.43) እና (4.50) በቅደም ተከተል።

ያለበለዚያ ፣ isotopic shift በሞለኪውሎች ውስጥ ካለው ተመሳሳይ ሽግግር ጋር ከሚዛመዱ የመስመሮች ማዕበል ቁጥሮች ጥምርታ ሊገመት ይችላል (የ internuclear ርቀቱ ቋሚ ይሆናል ብለን እንገምታለን) እና ከዚያ በመስመር (4.51) በመጠቀም በመስመሩ ውስጥ ያለው አቀማመጥ።

ለሞለኪውሎች 1 H 35 Cl እና 1H 37 Cl የአንድ የተወሰነ ሽግግር የሞገድ ቁጥሮች ጥምርታ እኩል ነው፡-

በአይሶቶፕሲካል የተተካ ሞለኪውል መስመር የሞገድ ቁጥርን ለመወሰን በቀደመው ምሳሌ የተገኘውን የሽግግር ሞገድ ቁጥር ዋጋ እንተካለን። ጄ → ጄ+1 (3→4):

እኛ እንጨርሳለን-የ isootopic ሽግግር ወደ ዝቅተኛ ድግግሞሽ ወይም ረጅም-ማዕበል ክልል ነው።

85.384-83.049 = 2.335 ሴሜ -1.

ለምሳሌ.የ 1 H 35 Cl ሞለኪውል ተዘዋዋሪ ስፔክትረም በጣም ኃይለኛ የእይታ መስመር የሞገድ ቁጥሩን እና የሞገድ ርዝመትን ያስሉ። መስመሩን ከተዛማጅ የማዞሪያ ሽግግር ጋር ያዛምዱ.

መፍትሄ

በሞለኪዩል የማዞሪያ ስፔክትረም ውስጥ በጣም ኃይለኛው መስመር ከተዘዋዋሪ የኃይል ደረጃ ከፍተኛው አንጻራዊ ህዝብ ጋር የተያያዘ ነው።

በቀድሞው ምሳሌ የተገኘውን የማዞሪያ ቋሚ ዋጋ ለ 1 ኤች 35 ሲ. ሴሜ -1) ወደ እኩልታ (4.54) የዚህን የኃይል ደረጃ ቁጥር ለማስላት ያስችለናል.

ከዚህ ደረጃ የመዞሪያው ሽግግር ሞገድ ቁጥር በቀመር (4.43) ይሰላል፡

ከሒሳብ (4.11) የሽግግር ሞገድ ርዝመት በሚከተለው መልኩ ተቀይሮ እናገኘዋለን፡-

4.2.4 ሁለገብ ተግባር ቁጥር 11 "የዲያቶሚክ ሞለኪውሎች ተዘዋዋሪ"

1. የዲያቶሚክ ሞለኪውል የማሽከርከር እንቅስቃሴን እንደ ግትር ሮታተር ለማስላት የኳንተም ሜካኒካል እኩልታ ይፃፉ።

2. የዲያቶሚክ ሞለኪውል ተዘዋዋሪ ሃይል ለውጥን እንደ ግትር ሮታተር ወደ አጎራባችና ከፍ ያለ የኳንተም ደረጃ ሲሸጋገር ለማስላት ቀመር ያውጡ። .

3. በተዘዋዋሪ ኳንተም ቁጥር ላይ ባለው የዲያቶሚክ ሞለኪውል የመምጠጥ ስፔክትረም ውስጥ የማእበል ቁጥር የማዞሪያ መስመሮች ጥገኝነት ስሌት ያውጡ።

4. በዲያቶሚክ ሞለኪውል ተዘዋዋሪ የመምጠጥ ስፔክትረም ውስጥ በአጎራባች መስመሮች የሞገድ ቁጥሮች ላይ ያለውን ልዩነት ለማስላት ቀመር ያውጡ።

5. የዲያቶሚክ ሞለኪውል የማዞሪያውን ቋሚ (በሴሜ -1 እና m -1) አስላ። ሀበሞለኪዩል ተዘዋዋሪ የመምጠጥ ስፔክትረም ረጅም-ማዕበል ኢንፍራሬድ ክልል ውስጥ ባሉ ሁለት ተያያዥ መስመሮች ሞገድ ቁጥሮች (ሠንጠረዥ 4.3 ይመልከቱ)።

6. የሞለኪዩሉን የማዞሪያ ኃይል ይወስኑ ሀበመጀመሪያዎቹ አምስት የኳንተም ማዞሪያ ደረጃዎች (ጄ)።

7. የዲያቶሚክ ሞለኪውል ተዘዋዋሪ እንቅስቃሴ የኃይል ደረጃዎችን እንደ ግትር ሮታተር በዘዴ ይሳሉ።

8. ግትር ሮታተር ያልሆነ የሞለኪውል ተዘዋዋሪ የኳንተም ደረጃዎች በዚህ ዲያግራም ላይ ባለ ነጥብ መስመር ይሳሉ።

9. በተዘዋዋሪ የመምጠጥ ስፔክትረም ውስጥ በአጎራባች መስመሮች የሞገድ ቁጥሮች ላይ ባለው ልዩነት ላይ ተመስርተው ሚዛኑን የኑክሌር ርቀትን ለማስላት እኩልታ ያግኙ።

10. የዲያቶሚክ ሞለኪውል ኢንቴቲያ (ኪ.ግ. m2) ጊዜ ይወስኑ ሀ.

11. የተቀነሰውን የሞለኪውል ክብደት (ኪግ) አስሉ ሀ.

12. የሞለኪዩሉን ሚዛን (ሚዛን) ኢንተርኑክሊየር ርቀት () አስላ ሀ. የተገኘውን ዋጋ ከማጣቀሻው መረጃ ጋር ያወዳድሩ.

13. በሞለኪዩል መዞሪያው ስፔክትረም ውስጥ የተመለከቱትን መስመሮች ይግለጹ ሀወደ ማዞሪያ ሽግግሮች.

14. ከደረጃው የማዞሪያ ሽግግር ጋር የሚዛመደውን የእይታ መስመር የሞገድ ቁጥር አስላ። ጄለአንድ ሞለኪውል ሀ(ሠንጠረዥ 4.3 ይመልከቱ)።

15. በአይሶቶፕሲካል የተተካውን ሞለኪውል የተቀነሰውን ክብደት (ኪግ) አስላ። ለ.

16. ከደረጃው የማዞሪያ ሽግግር ጋር የተያያዘውን የእይታ መስመር ሞገድ ቁጥር አስሉ ጄለአንድ ሞለኪውል ለ(ሠንጠረዥ 4.3 ይመልከቱ)። በሞለኪውሎች ውስጥ የውስጥ ርቀቶች ሀእና ለእኩል ግምት ውስጥ ያስገቡ።

17. በሞለኪውሎች ተዘዋዋሪ ሞለኪውሎች ውስጥ የኢሶቶፕ ለውጥን መጠን እና አቅጣጫ ይወስኑ ሀእና ለከመዞሪያው ደረጃ ሽግግር ጋር ለሚዛመደው የእይታ መስመር ጄ.

18. የሞለኪዩሉ መዞሪያ ሃይል እየጨመረ በሄደ መጠን የመምጠጥ መስመሮች ጥንካሬ ላይ ያለ ሞኖቶኒክ ለውጥ ምክንያቱን ያብራሩ.

19. ከከፍተኛው አንጻራዊ ህዝብ ጋር የሚዛመደውን የማዞሪያ ደረጃ የኳንተም ቁጥር ይወስኑ። የሞለኪውሎች ተዘዋዋሪ ሞለኪውሎች በጣም ኃይለኛ የእይታ መስመሮችን የሞገድ ርዝመት ያሰሉ ሀእና ለ.

ከግለሰብ አተሞች ጨረር ጋር ከሚዛመደው ስፔክትራ በተጨማሪ፣ በሙሉ ሞለኪውሎች የሚለቀቁ ስፔክተሮችም ይስተዋላሉ (§ 61)። ሞለኪውላር ስፔክትራ ከአቶሚክ ስፔክትራ ይልቅ በአወቃቀሩ በጣም የተለያየ እና ውስብስብ ነው። እዚህ ላይ የታመቁ የመስመሮች ቅደም ተከተሎች ይስተዋላሉ, ልክ እንደ ስፔክራል ተከታታይ አተሞች, ነገር ግን በተለየ የፍሪኩዌንሲ ህግ እና መስመሮች በጣም በቅርበት የተቀመጡ እና ወደ ተከታታይ ባንዶች ይዋሃዳሉ (ምስል 279). በነዚህ ስፔክተራዎች ልዩ ባህሪ ምክንያት, ስቲሪንግ ይባላሉ.

ሩዝ. 279. የተራቆተ ስፔክትረም

ከዚህ ጋር, በእኩል ደረጃ የተስተካከሉ የመስመሮች ቅደም ተከተሎች እና በመጨረሻም, ባለብዙ መስመር ስፔክተሮች ይታያሉ, በመጀመሪያ ሲታይ, ምንም አይነት ንድፎችን ለመመስረት አስቸጋሪ ነው (ምሥል 280). የሃይድሮጂንን ስፔክትረም ስናጠና ሁል ጊዜ የሃ ሞለኪውላር ስፔክትረም በአቶሚክ ስፔክትረም ላይ ከፍተኛ ቦታ እንዳለን ልብ ሊባል ይገባል ፣ እና በእያንዳንዱ የሃይድሮጂን አቶሞች የሚለቀቁትን የመስመሮች ጥንካሬ ለመጨመር ልዩ እርምጃዎች መወሰድ አለባቸው።

ሩዝ. 280. የሃይድሮጅን ሞለኪውላዊ ስፔክትረም

ከኳንተም እይታ አንጻር፣ ልክ እንደ አቶሚክ ስፔክትራ፣ እያንዳንዱ የሞለኪውል ስፔክትረም መስመር አንድ ሞለኪውል ከአንድ ቋሚ የኃይል ደረጃ ወደ ሌላ ሲሸጋገር ይወጣል። ነገር ግን በሞለኪውል ውስጥ, የቋሚው ሁኔታ ኃይል የሚመረኮዝባቸው ብዙ ተጨማሪ ነገሮች አሉ.

በጣም ቀላል በሆነው የዲያቶሚክ ሞለኪውል ውስጥ, ኃይል በሶስት ክፍሎች የተዋቀረ ነው: 1) የሞለኪውል ኤሌክትሮን ሼል ኃይል; 2) ሞለኪውሉን በቀጥታ በሚያገናኙት ቀጥተኛ መስመር ላይ የሚገኙትን የአተሞች አስኳል የንዝረት ኃይል; 3) በጋራ የጅምላ ማእከል ዙሪያ የኒውክሊየስ የማሽከርከር ኃይል። ሦስቱም የኃይል ዓይነቶች በቁጥር የተቀመጡ ናቸው ፣ ማለትም ፣ እነሱ ልዩ የሆኑ ተከታታይ እሴቶችን ብቻ ሊወስዱ ይችላሉ። የአንድ ሞለኪውል ኤሌክትሮን ቅርፊት የተፈጠረው ሞለኪውሉን በሚፈጥሩት አተሞች የኤሌክትሮን ዛጎሎች ውህደት ምክንያት ነው። የሞለኪውሎች ኢነርጂ ኤሌክትሮኒካዊ ግዛቶች እንደ ገደብ ጉዳይ ሊወሰዱ ይችላሉ

ሞለኪውል በሚፈጥሩት የአተሞች ኢንተርአቶሚክ መስተጋብር የሚፈጠር በጣም ጠንካራ የስታርክ ውጤት። አቶሞችን ከሞለኪውሎች ጋር የሚያገናኙት ሃይሎች የኤሌክትሮስታቲክ ተፈጥሮ ብቻ ቢሆኑም፣ ስለ ኬሚካላዊ ትስስር ትክክለኛ ግንዛቤ ሊገኝ የሚችለው በዘመናዊው ሞገድ-ሜካኒካል ኳንተም ቲዎሪ ማዕቀፍ ውስጥ ብቻ ነው።

ሁለት ዓይነት ሞለኪውሎች አሉ-ሆምፖላር እና ሄትሮፖላር. በኒውክሊየስ መካከል ያለው ርቀት እየጨመረ በሄደ መጠን የሆሞፖላር ሞለኪውሎች ወደ ገለልተኛ ክፍሎች ይከፋፈላሉ. የሂሞፖላር ሞለኪውሎች ሞለኪውሎችን ያካትታሉ. የሄትሮፖላር ሞለኪውሎች የተለመደው ምሳሌ የጨው ሞለኪውሎች ናቸው, ለምሳሌ, ወዘተ (ጥራዝ I, § 121, 130, 1959; ባለፈው እትም, § 115 እና 124, ወዘተ. II, § 19, 22, 1959; in ያለፈው እትም § 21 እና 24).

የሆሚዮፖላር ሞለኪውል የኤሌክትሮን ደመና የኃይል ሁኔታ የሚወሰነው በኤሌክትሮኖች ማዕበል ባህሪያት በከፍተኛ መጠን ነው።

በጣም ቀላል የሆነውን ሞለኪውል (አዮኒዝድ ሃይድሮጂን ሞለኪውል እርስ በርስ በቅርብ ርቀት ላይ የሚገኝ እና በ"ግርዶሽ" ተለያይቶ የሚገኝ ሁለት እምቅ "ቀዳዳዎች" የሚወክል ionized ሃይድሮጂን ሞለኪውል እንመልከተው (ምስል 281)።

ሩዝ. 281. ሁለት እምቅ ቀዳዳዎች.

ሩዝ. 282. በሩቅ "ጉድጓዶች" ውስጥ የኤሌክትሮን ሞገድ ተግባራት.

እያንዳንዳቸው "ቀዳዳዎች" ሞለኪውሉን ከሚፈጥሩት አተሞች ውስጥ አንዱን ይወክላሉ. በአተሞች መካከል ባለው ትልቅ ርቀት ፣ በእያንዳንዳቸው ውስጥ ያለው ኤሌክትሮን በእያንዳንዱ “ጉድጓዶች” ውስጥ ካሉት የኤሌክትሮን ሞገዶች ጋር የሚዛመድ የኃይል እሴቶችን አሟልቷል (§ 63)። በስእል. 282፣ a እና b፣ በገለልተኛ አተሞች ውስጥ የሚገኙትን ኤሌክትሮኖችን ሁኔታ የሚገልጹ ሁለት ተመሳሳይ የሞገድ ተግባራት ተገልጸዋል። እነዚህ የሞገድ ተግባራት ከተመሳሳይ የኃይል ደረጃ ጋር ይዛመዳሉ.

አተሞች አንድ ላይ ሲሰባሰቡ በ "ቀዳዳዎች" መካከል ያለው "ግርዶሽ" "ግልጽ" ይሆናል (§ 63) ምክንያቱም ስፋቱ ከኤሌክትሮን ሞገድ ርዝመት ጋር ስለሚመጣጠን ነው. በዚህ ምክንያት አለ

ኤሌክትሮኖችን በአተሞች መካከል በ “እንቅፋት” በኩል መለዋወጥ ፣ እና ስለ ኤሌክትሮን ለአንድ ወይም ለሌላ አቶም ባለቤትነት ማውራት ምንም ትርጉም የለውም።

የሞገድ ተግባር አሁን ሁለት ቅርጾች ሊኖረው ይችላል: c እና d (ምስል 283). ኬዝ ሐ በግምት እንደ ኩርባዎች a እና b (ምስል 282) መጨመር ውጤት ተደርጎ ሊወሰድ ይችላል ፣ በ a እና b መካከል ያለው ልዩነት ፣ ግን ከግዛቶች c እና d ጋር የሚዛመዱ ኃይሎች በትክክል እርስ በእርስ እኩል አይደሉም። የመንግስት ሃይል ከመንግስት ሃይል በመጠኑ ያነሰ ነው ስለዚህም ከእያንዳንዱ አቶሚክ ደረጃ ሁለት ሞለኪውላዊ ኤሌክትሮኒክስ ደረጃዎች ይነሳሉ.

ሩዝ. 283. የኤሌክትሮን ሞገድ ተግባራት በቅርብ "ጉድጓዶች" ውስጥ.

እስካሁን ድረስ አንድ ኤሌክትሮን ስላለው ስለ ሃይድሮጂን ሞለኪውል ion እየተነጋገርን ነው. ገለልተኛ የሃይድሮጂን ሞለኪውል ሁለት ኤሌክትሮኖች ያሉት ሲሆን ይህም የመዞሪያቸውን አንጻራዊ ቦታዎች ግምት ውስጥ ማስገባት ያስፈልጋል. በፓውሊ መርህ መሰረት ኤሌክትሮኖች ትይዩ የሆኑ እሽክርክራቶች እርስ በእርሳቸው "የሚርቁ" ይመስላሉ, ስለዚህ እያንዳንዱን ኤሌክትሮኖች የማግኘት እድሉ በምስል. 284, a, ማለትም ኤሌክትሮኖች ብዙውን ጊዜ በኒውክሊየስ መካከል ካለው ክፍተት ውጭ ይገኛሉ. ስለዚህ, በትይዩ ሽክርክሪት, የተረጋጋ ሞለኪውል ሊፈጠር አይችልም. በተቃራኒው፣ ፀረ-ተመጣጣኝ ሽክርክሪቶች ሁለቱንም ኤሌክትሮኖች በኒውክሊየሮች መካከል ባለው ክፍተት ውስጥ የማግኘት ከፍተኛ ዕድል ጋር ይዛመዳሉ (ምሥል 294፣ ለ)። በዚህ ሁኔታ, አሉታዊ ኤሌክትሮኒካዊ ክፍያ ሁለቱንም አወንታዊ ኒዩክሊዎችን ይስባል እና አጠቃላይ ስርዓቱ በአጠቃላይ የተረጋጋ ሞለኪውል ይፈጥራል.

በሄትሮፖላር ሞለኪውሎች ውስጥ፣ የኤሌክትሮን ቻርጅ እፍጋታ ስርጭት ጥለት የበለጠ ክላሲካል ነው። ከመጠን በላይ ኤሌክትሮኖች ከአንዱ ኒውክሊየስ አጠገብ ይመደባሉ, በሌላኛው አቅራቢያ ግን በተቃራኒው ኤሌክትሮኖች እጥረት አለ. ስለዚህ, በሞለኪውል ውስጥ ሁለት ionዎች ተፈጥረዋል, አዎንታዊ እና አሉታዊ, እርስ በርስ የሚሳቡ: ለምሳሌ, እና

የሞለኪውሎች ኤሌክትሮኒካዊ ግዛቶች ተምሳሌት ከአቶሚክ ተምሳሌትነት ጋር ብዙ ተመሳሳይነት አለው. በተፈጥሮ ሞለኪውል ውስጥ ዋናው ሚና የሚጫወተው ኒዩክሊየሎችን በሚያገናኘው ዘንግ አቅጣጫ ነው. እዚህ የኳንተም ቁጥር A ገብቷል፣ በአተም ውስጥ ካለው I ጋር ተመሳሳይ ነው። የኳንተም ቁጥሩ በሞለኪዩሉ የኤሌክትሮን ደመና ሞለኪውል ዘንግ ላይ ያለውን ትንበያ ፍፁም እሴት ያሳያል።

በሞለኪውላዊ ኤሌክትሮኒክስ ግዛቶች እሴቶች እና ምልክቶች መካከል በአተሞች ውስጥ ካለው ጋር ተመሳሳይ የሆነ ደብዳቤ አለ (§ 67)

በኤሌክትሮን ደመና ወደ ሞለኪውል ዘንግ ላይ ያለው የፕሮጀክት ፍፁም እሴት በኳንተም ቁጥር 2 ተለይቶ የሚታወቅ ሲሆን የኤሌክትሮን ዛጎል አጠቃላይ የማሽከርከር ቅጽበት በኳንተም ቁጥር ተለይቶ ይታወቃል።

የኳንተም ቁጥሩ ከአንድ አቶም (§59 እና 67) ውስጣዊ የኳንተም ቁጥር ጋር ተመሳሳይ ነው።

ሩዝ. 284. በተለያዩ የሞለኪውል ቦታዎች ላይ ኤሌክትሮን የማግኘት እፍጋት።

ልክ እንደ አቶሞች፣ ሞለኪውሎች ከተፈጠረው የምሕዋር ፍጥነት አንጻር በተለያየ አቅጣጫ በሚመጣው ሽክርክሪት ምክንያት የሚፈጠሩ ብዜት ያሳያሉ።

እነዚህን ሁኔታዎች ግምት ውስጥ በማስገባት የኤሌክትሮኒክስ ሞለኪውሎች ሁኔታ እንደሚከተለው ተጽፏል.

5 የውጤቱ እሽክርክሪት ዋጋ ነው ፣ እና ከቁጥር ምልክቶች አንዱ ወይም ሀ ማለት ነው ፣ ከተለያዩ የኳንተም ቁጥር ሀ ጋር ይዛመዳል ። ለምሳሌ ፣ የሃይድሮጂን ሞለኪውል መደበኛ ሁኔታ 2 ነው ፣ የሃይድሮክሳይል መደበኛ ሁኔታ። ሞለኪውል የኦክስጅን ሞለኪውል መደበኛ ሁኔታ ነው. በተለያዩ የኤሌክትሮኒካዊ ግዛቶች መካከል በሚደረጉ ሽግግሮች ወቅት የሚከተሉት የመምረጫ ህጎች ይተገበራሉ፡

ከኒውክሊየስ ንዝረት ጋር የተያያዘው የሞለኪውል የንዝረት ሃይል የኒውክሊዎችን ሞገድ ባህሪያት ግምት ውስጥ በማስገባት በቁጥር ይገለጻል። በሞለኪውል ውስጥ ያሉት አስኳሎች በኳሲ-ላስቲክ ሃይል የተሳሰሩ ናቸው ብለን ካሰብን (የአንድ ቅንጣት እምቅ ሃይል ከመፈናቀሉ ካሬ ጋር ተመጣጣኝ ነው § 63) ከሽሮዲንገር እኩልታ የሚከተሉትን የተፈቀደ የንዝረት እሴቶችን እናገኛለን። የዚህ ሥርዓት ኃይል (ሃርሞኒክ

ነዛሪ፡

እንደተለመደው የሚወስነው የኒውክሊየስ ተፈጥሯዊ ንዝረት ድግግሞሽ የት ነው (ጥራዝ I፣ § 57፣ 1959፣ ባለፈው እትም § 67)።

የተቀነሰው የኒውክሊየስ ብዛት የት ነው; የሁለቱም ኒውክሊየስ ብዛት; የአንድ ሞለኪውል ኳሲ-ላስቲክ ቋሚ; የኳንተም ቁጥር ከትልቅ ብዛት የተነሳ፣ ድግግሞሹ በስፔክትረም ኢንፍራሬድ ክልል ውስጥ ነው።

ሩዝ. 285. የአንድ ሞለኪውል የንዝረት ኃይል ደረጃዎች.

የኳሲ-ላስቲክ ቋሚው በኤሌክትሮን ሼል ውቅር ላይ የተመሰረተ ነው ስለዚህም ለተለያዩ የኤሌክትሮኒካዊ ሞለኪውል ግዛቶች የተለየ ነው. ይህ ቋሚነት የበለጠ ነው, ሞለኪውሉ የበለጠ ጠንካራ ነው, ማለትም, የኬሚካላዊ ትስስር የበለጠ ጠንካራ ነው.

ፎርሙላ (3) እኩል ክፍተት ካለው የኃይል ደረጃዎች ስርዓት ጋር ይዛመዳል ፣ በመካከላቸው ያለው ርቀት በእውነቱ ፣ በትላልቅ የኑክሌር ንዝረቶች ፣ ከሆክ ህግ ወደነበረበት የመመለስ ኃይል ልዩነቶች ቀድሞውኑ ተጽዕኖ ማሳደር ይጀምራሉ። በውጤቱም, የኃይል ደረጃዎች አንድ ላይ ይቀራረባሉ (ምሥል 285). በበቂ መጠን ትላልቅ መጠኖች, ሞለኪውሉ ወደ ክፍሎች ይከፋፈላል.

ለሃርሞኒክ oscillator፣ ሽግግሮች የሚፈቀዱት በ ላይ ብቻ ነው፣ይህም የድግግሞሽ ብርሃን ልቀትን ወይም መቀበልን ይዛመዳል።

ለድግግሞሾች የኳንተም ሁኔታ (§ 58) በዚህ ጉዳይ ላይ ከመጠን በላይ ድምፆች መታየት አለባቸው, ይህም በሞለኪውሎች እይታ ውስጥ ይታያል.

የንዝረት ኃይል በሞለኪውል ኤሌክትሮን ደመና ጉልበት ላይ በአንጻራዊ ሁኔታ ትንሽ ተጨማሪ ነው. የኒውክሊየስ ንዝረቶች እያንዳንዱ የኤሌክትሮኒካዊ ደረጃ ከተለያዩ የንዝረት ኃይል እሴቶች ጋር የሚዛመዱ ወደ ቅርብ ደረጃዎች ስርዓት (ምስል 286) ወደ መቀየሩ እውነታ ይመራል። ይህ የአንድ ሞለኪውል የኃይል ደረጃዎችን ውስብስብነት አያሟጥጥም.

ሩዝ. 286. የአንድ ሞለኪውል የንዝረት እና የኤሌክትሮኒክስ ኃይል መጨመር.

በተጨማሪም አነስተኛውን የሞለኪውል ኃይል - የማዞሪያ ኃይልን ግምት ውስጥ ማስገባት ያስፈልጋል. የማሽከርከር ኃይል የሚፈቀዱ እሴቶች የሚወሰኑት በማዕበል መካኒኮች መሠረት ፣ በቶርኪው የመጠን መርህ ላይ በመመርኮዝ ነው።

እንደ ሞገድ ሜካኒክስ፣ የማንኛውንም የቁጥር ስርዓት ጉልበት (§ 59) እኩል ነው።

በዚህ ሁኔታ, ይተካል እና ከ 0, 1, 2, 3, ወዘተ ጋር እኩል ነው.

በቀድሞው ውስጥ የሚሽከረከር አካል ኪኔቲክ ኃይል። እትም። § 42) ይሆናል

የት inertia ቅጽበት, co የማሽከርከር አንግል ፍጥነት ነው.

ነገር ግን፣ በሌላ በኩል፣ ጉልበቱ እኩል ነው፣ ስለዚህ እናገኛለን፡-

ወይም፣ አገላለጽ (5)ን በመተካት፣ በመጨረሻ እናገኛለን፡-

በስእል. 287 የሞለኪውሉን የማዞሪያ ደረጃዎች ያሳያል; ከንዝረት እና ከአቶሚክ ደረጃዎች በተቃራኒ በተዘዋዋሪ ደረጃዎች መካከል ያለው ርቀት እየጨመረ በመጣመር በተዘዋዋሪ ደረጃዎች መካከል ሽግግሮች ይፈቀዳሉ እና ድግግሞሽ ያላቸው መስመሮች ይወጣሉ.

Evrash የሚዛመድበት

ፎርሙላ (9) ለድግግሞሾች ይሰጣል

ሩዝ. 287. የአንድ ሞለኪውል የማዞሪያ ኃይል ደረጃዎች.

በሩቅ የኢንፍራሬድ የስፔክትረም ክፍል ውስጥ የሚገኙትን እኩል ስፔክትራል መስመሮች እናገኛለን። የእነዚህን መስመሮች ድግግሞሾችን መለካት የ ሞለኪውሉን የንቃተ ህሊና ጊዜ ለማወቅ ያስችላል። ድርጊት

የሴንትሪፉጋል ኃይሎች በሞለኪዩል የማሽከርከር ፍጥነት ይጨምራሉ። የማዞሮች መገኘት የእያንዳንዱን የንዝረት ሃይል ደረጃ ወደ ተዘዋዋሪ ኃይል የተለያዩ እሴቶች ጋር የሚዛመዱ ወደ በርካታ የቅርብ ንዑስ ክፍሎች እንዲከፋፈሉ ያደርጋል።

አንድ ሞለኪውል ከአንድ የኃይል ሁኔታ ወደ ሌላ በሚሸጋገርበት ጊዜ ሁሉም የሶስቱም የሞለኪውል ዓይነቶች በአንድ ጊዜ ሊለወጡ ይችላሉ (ምሥል 288)። በውጤቱም፣ በኤሌክትሮኒካዊ-ንዝረት ሽግግር ወቅት የሚወጣው እያንዳንዱ የእይታ መስመር ጥሩ የማዞሪያ መዋቅር ያገኛል እና ወደ ተለመደው ሞለኪውላዊ ባንድ ይቀየራል።

ሩዝ. 288. በአንድ ሞለኪውል ውስጥ በሶስቱም የኃይል ዓይነቶች ላይ በአንድ ጊዜ የሚደረግ ለውጥ

እነዚህ እኩል ርቀት ያላቸው መስመሮች በእንፋሎት እና በውሃ ውስጥ ይስተዋላሉ እና በሩቅ የኢንፍራሬድ ክፍል ውስጥ ይተኛሉ። የሚስተዋሉት በእነዚህ የእንፋሎት ልቀቶች ውስጥ ሳይሆን በመምጠጥ ስፔክትረም ውስጥ ነው ምክንያቱም ከተፈጥሯዊ የሞለኪውሎች ድግግሞሾች ጋር የሚዛመዱ ድግግሞሾች ከሌሎቹ በበለጠ አጥብቀው ስለሚዋጡ ነው። በስእል. 289 በአቅራቢያው ኢንፍራሬድ ክልል ውስጥ የእንፋሎት መምጠጥ ስፔክትረም ውስጥ ያለውን ባንድ ያሳያል። ይህ ባንድ በተዘዋዋሪ ሃይል ብቻ ሳይሆን በንዝረት ሃይል (በኤሌክትሮን ዛጎሎች ቋሚ ሃይል) ከሚለያዩ የኢነርጂ ግዛቶች መካከል ከሚደረጉ ሽግግሮች ጋር ይዛመዳል። በዚህ ሁኔታ, እና ኤኮል በአንድ ጊዜ ይለዋወጣል, ይህም ወደ ከፍተኛ የኃይል ለውጦች ይመራል, ማለትም, የእይታ መስመሮች ከመጀመሪያው ሁኔታ አንጻር ሲታይ ከፍተኛ ድግግሞሽ አላቸው.

በዚህ መሠረት በምስል ላይ እንደሚታየው በአቅራቢያው ባለው የኢንፍራሬድ ክልል ውስጥ በተዘረጋው ስፔክትረም ውስጥ መስመሮች ይታያሉ ። 289.

ሩዝ. 289. የመምጠጥ ባንድ.

የባንዱ መሃል (በቋሚ ዩሮ ሽግግር ጋር ይዛመዳል ፣ በምርጫ ደንቡ መሠረት እንደዚህ ያሉ ድግግሞሾች በሞለኪዩል አይለቀቁም ። ከፍ ያለ ድግግሞሽ ያላቸው መስመሮች - አጭር የሞገድ ርዝመት - በዩሮ ውስጥ ያለው ለውጥ ከተጨመረበት ሽግግር ጋር ይዛመዳል። ለውጡ ዝቅተኛ ድግግሞሾች (በቀኝ በኩል) መስመሮች ከተገላቢጦሽ ግንኙነት ጋር ይዛመዳሉ፡ ለውጥ የማዞሪያ ኃይል ተቃራኒው ምልክት አለው።

ከእንደዚህ ዓይነት ባንዶች ጋር ፣ ባንዶች ከሽግግሮች ጋር በተዛመደ ተስተውለዋል በ inertia ቅጽበት ግን ከ ጋር በዚህ ሁኔታ ፣ በቀመር (9) መሠረት ፣ የመስመሮቹ ድግግሞሽ የተመካ መሆን አለበት እና በመስመሮቹ መካከል ያለው ርቀት እኩል ያልሆነ ይሆናል። እያንዳንዱ መስመር ወደ አንድ ጠርዝ የሚጠጉ ተከታታይ መስመሮችን ያቀፈ ነው ፣

የጭረት ጭንቅላት ተብሎ የሚጠራው. በባንዱ ውስጥ ለተካተተው የግለሰብ ስፔክትራል መስመር ድግግሞሽ፣ ዴላንደር እ.ኤ.አ. በ1885 የሚከተለውን ቅጽ ተጨባጭ ቀመር ሰጠ።

ኢንቲጀር የት አለ?

የዴላንድሬ ቀመር በቀጥታ ከላይ ከተጠቀሱት ሃሳቦች ይከተላል። የዴላንድሬ ቀመር በአንደኛው ዘንግ እና በሌላኛው በኩል ካቀረብነው በግራፊክ ሊገለጽ ይችላል (ምሥል 290)።

ሩዝ. 290. የዴላንድሬ ቀመር ስዕላዊ መግለጫ.

ከታች ያሉት ተጓዳኝ መስመሮች ናቸው, እንደምናየው, አንድ የተለመደ ጭረት ይመሰርታሉ. የሞለኪውላር ስፔክትረም አወቃቀሩ በጠንካራ ሁኔታ የሚመረኮዘው በሞለኪዩል inertia ቅፅበት ላይ ስለሆነ የሞለኪውላር ስፔክትራ ጥናት ይህንን ዋጋ ለመወሰን አስተማማኝ መንገዶች አንዱ ነው. በሞለኪዩል አወቃቀር ላይ ትንሽ ለውጦች የሱን ስፔክትረም በማጥናት ሊገኙ ይችላሉ። በጣም የሚያስደንቀው ነገር የተለያዩ አይዞቶፖች (§ 86) ተመሳሳይ ንጥረ ነገር ያላቸው ሞለኪውሎች በዓይነታቸው ውስጥ የተለያዩ መስመሮች ሊኖራቸው ይገባል ይህም ከተለያዩ የ isotopes ብዛት ጋር የሚዛመድ መሆኑ ነው። ይህ የሚከተለው የአተሞች ብዛት በሞለኪዩል ውስጥ ያለውን የንዝረት ድግግሞሹን እና የመነቃቃትን ጊዜ ስለሚወስኑ ነው። በእርግጥ የመዳብ ክሎራይድ ባንድ መስመሮች አራት የመዳብ isotopes 63 እና 65 ከክሎሪን isotopes 35 እና 37 ጋር የሚዛመዱ አራት ክፍሎችን ያቀፈ ነው-

በተራ ሃይድሮጂን ውስጥ ያለው የኢሶቶፕ መጠን ከዚሁ ጋር እኩል ቢሆንም ከባድ የሃይድሮጅን ኢሶቶፕ ከያዙ ሞለኪውሎች ጋር የሚዛመዱ መስመሮችም ተገኝተዋል።

ከኒውክሊየስ ብዛት በተጨማሪ ሌሎች የኒውክሊየስ ባህሪያት በሞለኪውላዊ ስፔክተር አወቃቀሮች ላይ ተጽዕኖ ያሳድራሉ. በተለይም የኒውክሊየስ የማዞሪያ ጊዜያት (ስፒኖች) በጣም ጠቃሚ ሚና ይጫወታሉ. ተመሳሳይ አተሞችን ባካተተ ሞለኪውል ውስጥ የኒውክሊየሎቹ የማዞሪያ ጊዜያት ከዜሮ ጋር እኩል ከሆኑ እያንዳንዱ ሴኮንድ የማዞሪያ ባንድ መስመር ይወድቃል።ይህ ውጤት ለምሳሌ በሞለኪውል ውስጥ ይስተዋላል።

የኒውክሊየሎቹ የማዞሪያ ጊዜዎች ዜሮ ካልሆኑ፣ በተዘዋዋሪ ባንድ ውስጥ የኃይለኛነት መለዋወጥ፣ ደካማ መስመሮች ከጠንካራዎቹ ጋር እየተፈራረቁ ሊፈጠሩ ይችላሉ።)

በመጨረሻም የሬድዮ ስፔክትሮስኮፒ ዘዴዎችን በመጠቀም ከኒውክሊየ ኳድሩፖል ኤሌክትሪክ ቅጽበት ጋር የተያያዘውን የሞለኪውላር ስፔክትራ ሃይፐርፋይን መዋቅር መለየት እና በትክክል መለካት ተችሏል።

የአራት እጥፍ የኤሌክትሪክ ጊዜ የሚመጣው የኑክሌር ቅርፅን ከሉላዊው መዛባት የተነሳ ነው። አንኳር የተራዘመ ወይም የተዛባ ellipsoid የአብዮት ቅርጽ ሊኖረው ይችላል። እንዲህ ያለ ቻርጅ ያለው ኤሊፕሶይድ በቀላሉ በኒውክሊየስ መሃል ላይ በተቀመጠው የነጥብ ክፍያ ሊተካ አይችልም።

ሩዝ. 291. ለ "አቶሚክ" ሰዓቶች የሚስብ መሳሪያ: 1 - ባለ አራት ማዕዘን ቅርጽ ያለው ሞገድ በሁለቱም በኩል በጋዝ ጥብቅ የጅምላ ጭረቶች የተዘጋ እና በአሞኒያ የተሞላው ርዝመት ያለው መስቀለኛ መንገድ 7 እና ዝቅተኛ ግፊት ባለው አሞኒያ የተሞላ;

2 - ለእሱ የሚቀርበውን ከፍተኛ-ድግግሞሽ ቮልቴጅ harmonics የሚፈጥር ክሪስታል ዳዮድ; 3 - የውጤት ክሪስታል ዳዮድ; 4 - ድግግሞሽ-የተቀየረ ከፍተኛ-ድግግሞሽ ቮልቴጅ ጄኔሬተር; 5 - የቧንቧ መስመር ወደ የቫኩም ፓምፕ እና የአሞኒያ ጋዝ መያዣ; 6 - ወደ pulse amplifier ውፅዓት; 7 - የጅምላ ጭረቶች; I - ክሪስታል ዳዮድ የአሁኑ አመልካች; ቢ - የቫኩም መለኪያ.

ከኩሎምብ ኃይል በተጨማሪ በኑክሌር መስክ ላይ ተጨማሪ ኃይል ይታያል, ከርቀት አራተኛው ኃይል ጋር በተገላቢጦሽ የሚመጣጠን እና ከኒውክሊየስ የሲሜትሪ ዘንግ አቅጣጫ ጋር ይመሰረታል. የተጨማሪ ሃይል ገጽታ በኒውክሊየስ ውስጥ ባለ አራት እጥፍ ከመገኘቱ ጋር የተያያዘ ነው.

ለመጀመሪያ ጊዜ በኒውክሊየስ ውስጥ የአራት እጥፍ መገኘት በአቶሚክ መስመሮች የሃይፐርፋይን መዋቅር አንዳንድ ዝርዝሮችን በመጠቀም በተለመደው ስፔክትሮስኮፒ ተመስርቷል. ነገር ግን እነዚህ ዘዴዎች የወቅቱን መጠን በትክክል ለመወሰን አልቻሉም.

በሬዲዮ ስፔክትሮስኮፒክ ዘዴ አንድ ሞገድ በሚጠናው ሞለኪውላዊ ጋዝ የተሞላ ሲሆን በጋዝ ውስጥ የሬዲዮ ሞገዶችን መሳብ ይለካል. የሬዲዮ ሞገዶችን ለማመንጨት የ klystrons አጠቃቀም ከፍተኛ ሞኖክሮማቲቲቲቲ (ሞኖክሮማቲቲቲቲ) ያላቸው ማወዛወዝ (ማወዛወዝ) ማግኘት ይቻላል, ከዚያም ተስተካክለዋል. በሴንቲሜትር ማዕበል ክልል ውስጥ የሚገኘው የአሞኒያ የመምጠጥ ስፔክትረም በተለየ ዝርዝር ጥናት ተካሂዷል።በዚህ ስፔክትረም ውስጥ የሃይፐርፋይን መዋቅር ተገኘ፣ይህም በኒውክሊየስ ባለአራት እጥፍ እና በሞለኪዩል ኤሌክትሪክ መስክ መካከል ያለው ግንኙነት በመኖሩ ተብራርቷል።

የሬዲዮ ስፔክትሮስኮፒ መሠረታዊ ጠቀሜታ ከሬዲዮ ሞገዶች ጋር የሚዛመዱ የፎቶኖች ዝቅተኛ ኃይል ነው። ለዚህም ምስጋና ይግባውና የሬዲዮ ድግግሞሾችን መሳብ እጅግ በጣም ቅርብ በሆኑ የአተሞች እና ሞለኪውሎች መካከል ያለውን ሽግግር መለየት ይችላል። ከኒውክሌር ተጽእኖዎች በተጨማሪ የራዲዮስፔክትሮስኮፕ ዘዴ የመላው ሞለኪውል ኤሌክትሪክ ዲፖል አፍታዎችን በደካማ ኤሌክትሪክ ውስጥ በሚገኙ ሞለኪውላዊ መስመሮች ስታርክ ተጽእኖ ለመወሰን በጣም ምቹ ነው.

መስኮች. ከቅርብ ዓመታት ወዲህ የራዲዮ ሞለኪውሎች አወቃቀርን ለማጥናት እጅግ በጣም ብዙ ሥራዎች ታይተዋል ። በአሞኒያ ውስጥ የሬዲዮ ሞገዶችን መሳብ እጅግ በጣም ትክክለኛ “አቶሚክ” ሰዓቶችን ለመገንባት ጥቅም ላይ ውሏል (ምስል 12) ። 291)።

የስነ ከዋክብት ቀን የሚቆይበት ጊዜ በዝግታ ይጨምራል እና በተጨማሪ, በገደቡ ውስጥ ይለዋወጣል, የበለጠ ተመሳሳይ በሆነ መጠን ሰዓቶችን መገንባት ይመረጣል. "አቶሚክ" ሰዓት በአሞኒያ ውስጥ የሚፈጠረውን ሞገድ በመምጠጥ የሚቆጣጠረው የሬዲዮ ሞገዶች የኳርትዝ ጀነሬተር ነው። በ 1.25 ሴ.ሜ የሞገድ ርዝመት ፣ ሬዞናንስ ከአሞኒያ ሞለኪውል ተፈጥሯዊ ድግግሞሽ ጋር ይከሰታል ፣ ይህም በጣም ሹል ከሆነ የመምጠጥ መስመር ጋር ይዛመዳል። የጄነሬተሩ የሞገድ ርዝመት ከዚህ እሴት ትንሽ መዛባት ሬዞናንስን ይረብሸዋል እና ለሬድዮ ልቀቶች የጋዝ ግልፅነት ላይ ከፍተኛ ጭማሪ ያስከትላል ፣ ይህም በተገቢው መሣሪያ ተመዝግቧል እና የጄነሬተሩን ድግግሞሽ የሚመልስ አውቶማቲክን ያነቃቃል። "አቶሚክ" ሰዓቶች ከምድር መዞር የበለጠ ተመሳሳይ በሆነ መልኩ ተንቀሳቅሰዋል. የአንድ ቀን ክፍልፋይ ቅደም ተከተል ትክክለኛነትን ማሳካት እንደሚቻል ይገመታል.

ሞለኪውላዊ እይታ,የጨረር ልቀት እና ለመምጥ spectra, እንዲሁም ራማን መበተን, የነጻ ወይም ልቅ የተገናኘ ሞለኪውሎች. ወይዘሪት. ውስብስብ መዋቅር አላቸው. የተለመደው ኤም.ኤስ. - ጠረን, እነርሱ ልቀት እና ለመምጥ ውስጥ ተመልክተዋል እና Raman ውስጥ ብዙ ወይም ያነሰ ጠባብ ባንዶች ስብስብ መልክ ወደ አልትራቫዮሌት, የሚታይ እና አቅራቢያ ኢንፍራሬድ ክልሎች, ወደ ጥቅም ላይ spectral መሣሪያዎች በቂ የመፍትሔ ኃይል ጋር ይሰብራል. በቅርበት የተቀመጡ መስመሮች ስብስብ. የ M.s የተወሰነ መዋቅር. ለተለያዩ ሞለኪውሎች የተለየ ነው እና በአጠቃላይ አነጋገር በሞለኪዩል ውስጥ ያሉት አቶሞች ቁጥር እየጨመረ በሄደ መጠን ይበልጥ ውስብስብ ይሆናል። በጣም ውስብስብ ለሆኑ ሞለኪውሎች የሚታየው እና አልትራቫዮሌት ስፔክትራ ጥቂት ሰፊ ተከታታይ ባንዶችን ያካትታል; የእነዚህ ሞለኪውሎች ገጽታ እርስ በርስ ተመሳሳይ ነው.

ወይዘሪት. መቼ ይነሳል የኳንተም ሽግግሮች መካከል የኃይል ደረጃዎችኢ' እና ኢ"ሞለኪውሎች እንደ ጥምርታ

ሸ n= ኢ‘ - ኢ‘’, (1)

የት ሸ n - የሚለቀቅ ኃይል ፎቶን ድግግሞሽ n ( ሸ -የፕላንክ ቋሚ ). ከራማን መበተን ጋር ሸ n በአደጋው ኃይል እና በተበታተኑ የፎቶኖች መካከል ካለው ልዩነት ጋር እኩል ነው. ወይዘሪት. ከመስመር አቶሚክ ስፔክትራ የበለጠ ውስብስብ ነው፣ እሱም በአተሞች ውስጥ ካለው ሞለኪውል ውስጥ ባለው የውስጣዊ እንቅስቃሴዎች የበለጠ ውስብስብነት ይወሰናል። ከኤሌክትሮኖች እንቅስቃሴ ጋር በሞለኪውሎች ውስጥ ካሉት ሁለት ወይም ከዚያ በላይ ኒዩክሊየሎች አንጻራዊ የንዝረት እንቅስቃሴ (በአካባቢያቸው ካሉት የውስጥ ኤሌክትሮኖች ጋር) በተመጣጣኝ አቀማመጥ እና በአጠቃላይ በሞለኪውል መዞር እንቅስቃሴ ዙሪያ ይከሰታል። እነዚህ ሶስት የእንቅስቃሴ ዓይነቶች - ኤሌክትሮኒካዊ ፣ ንዝረት እና ማሽከርከር - ከሶስት ዓይነት የኃይል ደረጃዎች እና ሶስት ዓይነቶች ጋር ይዛመዳሉ።

እንደ ኳንተም ሜካኒክስ ፣ በሞለኪውል ውስጥ ያሉ የሁሉም አይነት እንቅስቃሴዎች ኃይል የተወሰኑ እሴቶችን ብቻ ሊወስድ ይችላል ፣ ማለትም ፣ በቁጥር። የአንድ ሞለኪውል አጠቃላይ ኃይል ኢየእንቅስቃሴው የሶስት ዓይነቶች የኃይል ዋጋዎች ድምር እንደ በግምት ሊወከል ይችላል-

ኢ = ኢኢሜይል + ኢመቁጠር + ኢአሽከርክር (2)

በትእዛዙ መጠን

የት ኤምየኤሌክትሮን ብዛት እና መጠኑ ነው። ኤምበሞለኪውል ውስጥ የአቶሚክ ኒውክሊየስ የጅምላ ቅደም ተከተል አለው, ማለትም. ሜ/ኤም~ 10 -3 -10 -5፣ ስለዚህ፡-

ኢኢሜይል >> ኢቆጠራ >> ኢአሽከርክር (4)

አብዛኛውን ጊዜ ኢ el ስለ በርካታ ኢቭ(በርካታ መቶ ኪጄ/ሞል)፣ ኢቁጥር ~ 10 -2 -10 -1 ኢቪ፣ ኢመዞር ~ 10 -5 -10 -3 ኢቭ.

በ (4) መሠረት የአንድ ሞለኪውል የኃይል ደረጃዎች ስርዓት እርስ በርስ በሩቅ የኤሌክትሮኒክ ደረጃዎች ስብስብ ተለይቶ ይታወቃል (የተለያዩ እሴቶች). ኢኤል በ ኢቆጠራ = ኢማሽከርከር = 0) ፣ የንዝረት ደረጃዎች እርስ በእርስ በጣም ቅርብ (የተለያዩ እሴቶች ኢበተሰጠው መቁጠር ኢ l እና ኢማሽከርከር = 0) እና እንዲያውም ይበልጥ በቅርበት የተቀመጡ የማዞሪያ ደረጃዎች (የተለያዩ እሴቶች ኢበተሰጠው ማዞር ኢኤል እና ኢቆጠራ)።

የኤሌክትሮኒክስ የኃይል ደረጃዎች (እ.ኤ.አ. ኢ el in (2) ከሞለኪዩሉ ሚዛናዊ አወቃቀሮች ጋር ይዛመዳል (በዲያቶሚክ ሞለኪውል ውስጥ፣ በተመጣጣኝ እሴት ተለይቶ ይታወቃል) አር 0 የውስጥ የኑክሌር ርቀት አር.እያንዳንዱ ኤሌክትሮኒካዊ ሁኔታ ከተወሰነ ሚዛናዊ ውቅር እና የተወሰነ እሴት ጋር ይዛመዳል ኢኤል; ዝቅተኛው እሴት ከመሠረታዊ የኃይል ደረጃ ጋር ይዛመዳል.

የአንድ ሞለኪውል የኤሌክትሮኒካዊ ግዛቶች ስብስብ የሚወሰነው በኤሌክትሮን ዛጎል ባህሪያት ነው. በመርህ ደረጃ እሴቶቹ ኢ el ዘዴዎችን በመጠቀም ሊሰላ ይችላል የኳንተም ኬሚስትሪ, ይሁን እንጂ ይህ ችግር ሊፈታ የሚችለው ግምታዊ ዘዴዎችን በመጠቀም እና በአንጻራዊነት ቀላል ሞለኪውሎች ብቻ ነው. ስለ ሞለኪዩል ኤሌክትሮኒካዊ ደረጃዎች (የኤሌክትሮኒካዊ የኃይል ደረጃዎች መገኛ እና ባህሪያቸው) በጣም አስፈላጊው መረጃ በኬሚካላዊ መዋቅሩ የሚወሰነው ሞለኪውላዊ መዋቅሩን በማጥናት ነው.

የተሰጠው የኤሌክትሮኒካዊ የኃይል ደረጃ በጣም አስፈላጊ ባህሪ ዋጋው ነው የኳንተም ቁጥርኤስ፣የሁሉም የኤሌክትሮኖች ሞለኪውል አጠቃላይ የማዞሪያ ጊዜ ፍፁም ዋጋን በመግለጽ። በኬሚካል የተረጋጉ ሞለኪውሎች ብዙውን ጊዜ እኩል ቁጥር ያላቸው ኤሌክትሮኖች አሏቸው እና ለእነሱ ኤስ= 0, 1, 2 ... (ለዋናው ኤሌክትሮኒክ ደረጃ የተለመደው እሴት ነው ኤስ= 0, እና ለተደሰቱ - ኤስ= 0 እና ኤስ= 1) ጋር ደረጃዎች ኤስ= 0 ነጠላ ይባላሉ, ጋር ኤስ= 1 - ሶስት እጥፍ (በሞለኪውሉ ውስጥ ያለው መስተጋብር ወደ c = 2 መከፋፈል ስለሚመራው) ኤስ+ 1 = 3 ንዑስ ክፍሎች) . ጋር ነፃ አክራሪዎች ለእነሱ, እንደ አንድ ደንብ, ያልተለመዱ የኤሌክትሮኖች ብዛት አላቸው ኤስ= 1/2, 3/2, ... እና እሴቱ ለሁለቱም ዋና እና አስደሳች ደረጃዎች የተለመደ ነው. ኤስ= 1/2 (ድርብ ደረጃዎች ወደ c = 2 ንዑስ ክፍሎች ይከፈላሉ)።

የተመጣጠነ ውቅር ሲሜትሪ ላላቸው ሞለኪውሎች፣ የኤሌክትሮኒክስ ደረጃዎች የበለጠ ሊመደቡ ይችላሉ። ዲያቶሚክ እና መስመራዊ ትሪያቶሚክ ሞለኪውሎች በሁሉም አቶሞች ኒዩክሊየሎች ውስጥ የሚያልፉ የሲሜትሜትሪ ዘንግ አላቸው (በማያልቅ ቅደም ተከተል) , የኤሌክትሮኒካዊ ደረጃዎች በኳንተም ቁጥር l እሴቶች ተለይተው ይታወቃሉ ፣ ይህም የሁሉም ኤሌክትሮኖች አጠቃላይ ምህዋር ሞለኪውል ወደ ሞለኪውል ዘንግ ላይ ያለውን ትንበያ ፍጹም ዋጋ የሚወስን ነው። ደረጃዎች l = 0, 1, 2, ... በቅደም ተከተል S, P, D ... የተሰየሙ ናቸው, እና የ c ዋጋ ከላይ በግራ በኩል ባለው መረጃ ጠቋሚ (ለምሳሌ, 3 S, 2 p,) ይገለጻል. ...) የሲሜትሪ ማእከል ላላቸው ሞለኪውሎች፣ ለምሳሌ CO 2 እና C 6 H 6 , ሁሉም የኤሌክትሮኒካዊ ደረጃዎች በእኩል እና እንግዳ የተከፋፈሉ ናቸው ፣ በመረጃዎች የተሰየሙ ሰእና ዩ(የሞገድ ተግባሩ በሲሜትሪ መሃል ላይ ሲገለበጥ ምልክቱን እንደያዘ ወይም እንደሚቀይር ላይ በመመስረት)።

የንዝረት ኃይል ደረጃዎች (እሴቶች ኢቆጠራ) የ oscillatory እንቅስቃሴን በቁጥር በመለካት ማግኘት ይቻላል፣ እሱም በግምት እንደ ሃርሞኒክ ይቆጠራል። በጣም ቀላል በሆነው የዲያቶሚክ ሞለኪውል (አንድ የንዝረት ደረጃ የነፃነት ደረጃ ፣ ከውስጣዊው የኑክሌር ርቀት ለውጥ ጋር ይዛመዳል) አር) እንደ ሃርሞኒክ ይቆጠራል oscillator; መጠኑ እኩል የሆነ የኃይል ደረጃዎችን ይሰጣል-

ኢቆጠራ = ሸ n e (u +1/2)፣ (5)

N e የሞለኪዩል ሃርሞኒክ ንዝረት መሠረታዊ ድግግሞሽ ከሆነ ፣ u የንዝረት ኳንተም ቁጥር ነው ፣ እሴቶችን ይወስዳል 0 ፣ 1 ፣ 2 ፣ ... ኤንአቶሞች ( ኤን³ 3) እና ያለው ረየንዝረት ደረጃዎች (የነፃነት) ረ = 3ኤን- 5 እና ረ = 3ኤን- 6 ለመስመራዊ እና ቀጥተኛ ያልሆኑ ሞለኪውሎች በቅደም ተከተል) ይወጣል ረተብሎ የሚጠራው መደበኛ ንዝረቶች ከድግግሞሽ ጋር n i ( እኔ = 1, 2, 3, ..., ረ) እና ውስብስብ የንዝረት ደረጃዎች ስርዓት;

የት ዩ i = 0, 1, 2, ... ተጓዳኝ የንዝረት ኳንተም ቁጥሮች ናቸው. በመሬት ውስጥ የኤሌክትሮኒካዊ ሁኔታ ውስጥ የመደበኛ ንዝረቶች ድግግሞሽ ስብስብ በኬሚካላዊ አወቃቀሩ ላይ በመመርኮዝ የአንድ ሞለኪውል በጣም አስፈላጊ ባህሪ ነው. የሞለኪዩሉ አተሞች በሙሉ ወይም በከፊል በተወሰነ መደበኛ ንዝረት ውስጥ ይሳተፋሉ; አተሞች ተመሳሳይ ድግግሞሽ ጋር harmonic ንዝረትን ያከናውናሉ ቁ i, ነገር ግን የንዝረትን ቅርጽ የሚወስኑ የተለያዩ ስፋቶች. መደበኛ ንዝረቶች እንደ ቅርጻቸው ይከፋፈላሉ (የቦንድ መስመሮች ርዝመቶች በሚለዋወጡበት) እና በማጠፍ (በኬሚካላዊ ማያያዣዎች መካከል ያሉ ማዕዘኖች - የቦንድ ማዕዘኖች - ይለዋወጣሉ). ዝቅተኛ ሲምሜትሪ ላላቸው ሞለኪውሎች የተለያዩ የንዝረት ድግግሞሾች ብዛት (ከ 2 በላይ የሲሜትሪ መጥረቢያዎች የሌሉበት) ከ 2 ጋር እኩል ነው ፣ እና ሁሉም ንዝረቶች ያልተበላሹ ናቸው ፣ ለተጨማሪ የተመጣጠነ ሞለኪውሎች በእጥፍ እና በሦስት እጥፍ የተበላሹ ንዝረቶች (ጥንዶች እና ሶስት እጥፍ) አሉ። በድግግሞሽ የሚዛመዱ ንዝረቶች). ለምሳሌ፣ ቀጥተኛ ባልሆነ ትሪያቶሚክ ሞለኪውል H 2 O ረ= 3 እና ሶስት ያልተበላሹ ንዝረቶች ሊኖሩ ይችላሉ (ሁለት መዘርጋት እና አንድ መታጠፍ). የበለጠ የተመጣጠነ መስመራዊ ትሪያቶሚክ CO 2 ሞለኪውል አለው። ረ= 4 - ሁለት ያልተበላሹ ንዝረቶች (ዝርጋታ) እና አንድ ድርብ የተበላሸ (የተበላሸ ቅርጽ). ለጠፍጣፋ በጣም የተመጣጠነ ሞለኪውል C 6 H 6 ይወጣል ረ= 30 - አሥር ያልተበላሹ እና 10 እጥፍ የተበላሹ ማወዛወዝ; ከእነዚህ ውስጥ 14 ንዝረቶች በሞለኪዩል አውሮፕላን ውስጥ ይከሰታሉ (8 መዘርጋት እና 6 መታጠፍ) እና 6 ከአውሮፕላን ውጭ መታጠፍ - በዚህ አውሮፕላን ላይ ቀጥ ያለ። ይበልጥ የተመጣጠነ ቴትራሄድራል CH 4 ሞለኪውል አለው። ረ = 9 - አንድ ያልተበላሸ ንዝረት (ዝርጋታ)፣ አንድ እጥፍ ድርብ (deformation) እና ሁለት ሶስት እጥፍ (አንድ መወጠር እና አንድ መበላሸት)።

የአንድ ሞለኪውል ተዘዋዋሪ እንቅስቃሴን በመለካት፣ ከተወሰኑ ጋር እንደ ጠንካራ በመቁጠር የማሽከርከር ሃይል ደረጃዎችን ማግኘት ይቻላል። የ inertia አፍታዎች. በጣም ቀላል በሆነው የዲያቶሚክ ወይም ሊኒያር ፖሊቶሚክ ሞለኪውል ፣ የመዞሪያው ኃይል

የት አይከሞለኪዩሉ ዘንግ ጋር ቀጥ ብሎ ካለው ዘንግ አንፃር የሞለኪዩሉ የማይነቃነቅ ጊዜ ነው ፣ እና ኤም- የፍጥነት ተዘዋዋሪ ጊዜ። በቁጥር ደንቦች መሰረት,

የማዞሪያው ኳንተም ቁጥር የት አለ ጄ= 0, 1, 2, ..., እና ስለዚህ ለ ኢሽክርክር ተቀብሏል:

የማዞሪያው ቋሚው በሃይል ደረጃዎች መካከል ያለውን የርቀቶች መጠን የሚወስን ሲሆን ይህም እየጨመረ በኒውክሌር ብዛት እና በውስጣዊ ርቀቶች ይቀንሳል.

የተለያዩ የኤም.ኤስ. በሞለኪውሎች የኃይል ደረጃዎች መካከል በተለያዩ የሽግግር ዓይነቶች ውስጥ ይነሳል. በ (1) እና (2) መሠረት

ዲ ኢ = ኢ‘ - ኢ" = ዲ ኢኤል + ዲ ኢቆጠራ + ዲ ኢአሽከርክር (8)

የት እንደሚቀየር D ኢኤል፣ ዲ ኢቆጠራ እና ዲ ኢየኤሌክትሮኒካዊ ፣ የንዝረት እና የማሽከርከር ሃይሎች መዞር ሁኔታውን ያሟላሉ

ዲ ኢኤል >> ዲ ኢቆጠራ >> ዲ ኢአሽከርክር (9)

[በደረጃዎች መካከል ያለው ርቀት ከኃይሎቹ ጋር አንድ አይነት ነው። ኢኤል፣ ኢኦል እና ኢማዞር, የሚያረካ ሁኔታ (4)].

በዲ ኢ el ¹ 0፣ በሚታዩ እና በአልትራቫዮሌት (UV) ክልሎች የሚታየው ኤሌክትሮኒክ ማይክሮስኮፒ ተገኝቷል። ብዙውን ጊዜ በዲ ኢ el ¹ 0 በአንድ ጊዜ መ ኢቁጥር 0 እና ዲ ኢመዞር ¹ 0; የተለየ ዲ ኢለተወሰነ ዲ መቁጠር ኢ el ከተለያዩ የንዝረት ባንዶች ጋር ይዛመዳል፣ እና የተለያዩ ዲ ኢመዞር በተሰጠው ዲ ኢኤል እና መ ኢቆጠራ - ይህ ንጣፍ የሚሰበርበት የግለሰብ ማዞሪያ መስመሮች; ባህሪይ የጭረት መዋቅር ተገኝቷል.

የኤሌክትሮን-ንዝረት ባንድ 3805 የ N 2 ሞለኪውል ማዞሪያ ክፍፍል

ከተሰጠ ዲ ጋር የጭረት ስብስብ ኢ el (በተደጋጋሚ ከኤሌክትሮኒካዊ ሽግግር ጋር የሚዛመድ ቁኤል = ዲ ኢኢሜይል/ ሸ) የዝርፊያ ስርዓት ይባላል; በተለዋዋጭ የሽግግር እድሎች ላይ በመመስረት የግለሰብ ባንዶች የተለያዩ ጥንካሬዎች አሏቸው ፣ ይህም በግምት በኳንተም ሜካኒካል ዘዴዎች ሊሰላ ይችላል። ለተወሳሰቡ ሞለኪውሎች፣ ከኤሌክትሮኒካዊ ሽግግር ጋር የሚዛመደው የአንድ ሥርዓት ባንዶች ብዙውን ጊዜ ወደ አንድ ሰፊ ቀጣይነት ያለው ባንድ ይቀላቀላሉ፤ ብዙ እንደዚህ ያሉ ሰፊ ባንዶች እርስበርስ መደራረብ ይችላሉ። በተቀዘቀዙ የኦርጋኒክ ውህዶች መፍትሄዎች ውስጥ የባህሪ ልዩነት ያለው ኤሌክትሮኒካዊ እይታ . የኤሌክትሮኒክስ (የበለጠ በትክክል፣ ኤሌክትሮኒክ-ንዝረት-ተዘዋዋሪ) ስፔክተራዎች በሙከራ የሚጠኑት ስፔክትሮግራፎችን እና ስፔክትሮሜትሮችን በመስታወት (ለሚታየው ክልል) እና ኳርትዝ (ለ UV ክልል) ኦፕቲክስ ሲሆን በውስጡም ፕሪዝም ወይም ዲፍራክሽን ግሪቲንግ ብርሃንን ወደ ብርሃን ለመበተን ያገለግላሉ። ስፔክትረም .

በዲ ኢ el = 0 እና ዲ ኢቆጠራ ¹ 0፣ የመወዛወዝ መግነጢሳዊ ድምጾች ተገኝተዋል፣ በቅርብ ርቀት (እስከ ብዙ) µm) እና በመሃል ላይ (እስከ ብዙ አስሮች ድረስ µm) የኢንፍራሬድ (IR) ክልል, አብዛኛውን ጊዜ በመምጠጥ, እንዲሁም በራማን የብርሃን መበታተን. እንደ አንድ ደንብ ፣ በተመሳሳይ ጊዜ ዲ ኢማሽከርከር ¹ 0 እና በተሰጠ ኢውጤቱም ወደ ተለያዩ የማዞሪያ መስመሮች የሚከፋፈል የንዝረት ባንድ ነው። በ oscillatory M.s ውስጥ በጣም ኃይለኛ ናቸው. ከዲ ጋር የሚዛመዱ ጭረቶች u = u’ - ዩ'' = 1 (ለፖሊቶሚክ ሞለኪውሎች - ዲ ዩእኔ = ዩእኔ - ዩ i ''= 1 በዲ ዩ k = ዩ k' - ዩ k '' = 0፣ የት ክ¹i)

ለንጹህ harmonic ንዝረቶች እነዚህ የምርጫ ደንቦች, ሌሎች ሽግግሮችን መከልከል በጥብቅ ይከናወናሉ; ለአንሃርሞኒክ ንዝረት ፣ ባንዶች ይታያሉ ለዚህም ዲ ዩ> 1 (ድምጾች); የእነሱ ጥንካሬ ብዙውን ጊዜ ዝቅተኛ ነው እና በዲ ሲጨምር ይቀንሳል ዩ.

የንዝረት (በትክክል፣ የንዝረት-ተዘዋዋሪ) ትዕይንቶች በ IR ክልል ውስጥ በሙከራ የሚጠናው IR spectrometers በመጠቀም ከፕሪዝም ለ IR ጨረር ወይም ከዲፍራክሽን ግሪቲንግ ጋር እንዲሁም ፎሪየር ስፔክትሮሜትሮች እና በራማን መበተን ከፍተኛ-አperture spectrographs በመጠቀም ነው (ለ የሚታይ ክልል) የሌዘር ማነቃቂያ በመጠቀም.

በዲ ኢ el = 0 እና ዲ ኢቆጠራ = 0, ነጠላ መስመሮችን ያቀፈ ብቻ የማሽከርከር መግነጢሳዊ ስርዓቶች ተገኝተዋል. በርቀት (በመቶዎች የሚቆጠሩ) በመምጠጥ ይታያሉ µm) IR ክልል እና በተለይም በማይክሮዌቭ ክልል, እንዲሁም በራማን ስፔክትራ ውስጥ. ለዲያቶሚክ እና ለመስመር ፖሊቶሚክ ሞለኪውሎች (እንዲሁም ለትክክለኛው ተመጣጣኝ ያልሆነ የመስመር ላይ ፖሊቶሚክ ሞለኪውሎች) እነዚህ መስመሮች በእኩል ርቀት (በድግግሞሽ ሚዛን) አንዳቸው ከሌላው ክፍተቶች ጋር Dn = 2 ናቸው ለበመምጠጥ ስፔክትራ እና ዲኤን = 4 ለ Raman spectra ውስጥ.

ንፁህ ተዘዋዋሪ ስፔክተራዎች በሩቅ IR ክልል ውስጥ IR spectrometers በልዩ ልዩ ልዩ ልዩ ልዩ ልዩ ልዩ ግሪቶች (echelettes) እና Fourier spectrometers በመጠቀም በማይክሮዌቭ ክልል ውስጥ ማይክሮዌቭ (ማይክሮዌቭ) ስፔክትሮሜትሮችን በመጠቀም ይማራሉ ። , እንዲሁም በራማን መበታተን ከፍተኛ-አፐርቸር ስፔክትሮግራፎችን በመጠቀም.

ረቂቅ ተሕዋስያን ጥናት ላይ የተመሠረተ ሞለኪውላር spectroscopy ዘዴዎች, ኬሚስትሪ, ባዮሎጂ እና ሌሎች ሳይንሶች ውስጥ የተለያዩ ችግሮችን ለመፍታት (ለምሳሌ, የፔትሮሊየም ምርቶች, ፖሊመር ንጥረ ነገሮች, ወዘተ ያለውን ስብጥር ለመወሰን) የሚቻል ያደርገዋል. በኬሚስትሪ እንደ MS. የሞለኪውሎችን አወቃቀር ያጠኑ. ኤሌክትሮኒክ ኤም.ኤስ. ስለ ሞለኪውሎች ኤሌክትሮኒካዊ ዛጎሎች መረጃን ለማግኘት ፣ አስደሳች ደረጃዎችን እና ባህሪያቸውን ለማወቅ እና የሞለኪውሎች መበታተን ኃይልን ለማግኘት (የሞለኪውሉን የንዝረት ደረጃዎች ወደ መለያየት ድንበሮች በማጣመር)። የ oscillatory M.s ጥናት. በሞለኪውል ውስጥ ካሉ የተወሰኑ የኬሚካል ቦንዶች (ለምሳሌ ቀላል ድርብ እና ሶስት ሲ-ሲ ቦንዶች ፣ C-H ፣ N-H ፣ O-H ቦንዶች ለኦርጋኒክ ሞለኪውሎች) ፣ የተለያዩ የአተሞች ቡድን (ለምሳሌ ፣ CH 2) ጋር የሚዛመዱትን የንዝረት ድግግሞሾችን ለማግኘት ያስችልዎታል። , CH 3, NH 2), የሞለኪውሎችን የቦታ መዋቅር ይወስኑ, በሲስ እና ትራንስ-ኢሶመር መካከል ያለውን ልዩነት ይለዩ. ለዚሁ ዓላማ, ሁለቱም የኢንፍራሬድ መምጠጥ ስፔክትራ (IR) እና Raman spectra (RSS) ጥቅም ላይ ይውላሉ. የሞለኪውሎችን አወቃቀር ለማጥናት በጣም ውጤታማ ከሆኑ የኦፕቲካል ዘዴዎች ውስጥ የ IR ዘዴ በተለይ በሰፊው ተስፋፍቷል ። ከ SKR ዘዴ ጋር በማጣመር በጣም የተሟላ መረጃን ይሰጣል። ተዘዋዋሪ መግነጢሳዊ ድምጽን ፣ እንዲሁም የኤሌክትሮኒክስ እና የንዝረት እይታዎችን የማሽከርከር አወቃቀር ፣ በሙከራ የተገኙ የሞለኪውሎች ሞለኪውሎች ጊዜያዊ እሴቶችን ለመጠቀም ያስችላል። (7)] በታላቅ ትክክለኛነት ለማግኘት (ለቀላል ሞለኪውሎች ለምሳሌ H 2 O) የሞለኪዩል ሚዛን ውቅር መለኪያዎች - የቦንድ ርዝመቶች እና የመያዣ ማዕዘኖች። የተወሰኑ መለኪያዎች ቁጥር ለመጨመር isotopic ሞለኪውሎች spectra (በተለይ, ሃይድሮጂን deuterium ተተክቷል ውስጥ) የተመሳሳይ ውቅሮች ተመሳሳይ መለኪያዎች ያላቸው, ነገር ግን inertia የተለያዩ አፍታዎች, ጥናት.

እንደ M.s አጠቃቀም ምሳሌ. የሞለኪውሎችን ኬሚካላዊ መዋቅር ለመወሰን የቤንዚን ሞለኪውል C 6 H 6 ግምት ውስጥ ያስገቡ. የእሷን ኤም.ኤስ. የአምሳያው ትክክለኛነት ያረጋግጣል ፣ በዚህ መሠረት ሞለኪውሉ ጠፍጣፋ ነው ፣ እና በቤንዚን ቀለበት ውስጥ ያሉት ሁሉም 6 C-C ቦንዶች እኩል ናቸው እና መደበኛ ሄክሳጎን ይመሰርታሉ ስድስተኛ-ትዕዛዝ ሲምሜትሪ ዘንግ ያለው የሞለኪውል ሲምሜትሪ መሃከል በኩል ቀጥ ብሎ የሚያልፍ። አውሮፕላን. ኤሌክትሮኒክ ኤም.ኤስ. absorption band C 6 H 6 ከመሬት ወደ ነጠላ ደረጃ እንኳን ወደ አስደሳች ጎዶሎ ደረጃዎች ከሚደረጉ ሽግግሮች ጋር የሚዛመዱ በርካታ የባንዶች ስርዓቶችን ያቀፈ ነው ፣ ከእነዚህም ውስጥ የመጀመሪያው ሶስት እጥፍ ነው ፣ እና ከፍተኛዎቹ ነጠላ ናቸው። በ 1840 አካባቢ የጭረት ስርዓት በጣም ኃይለኛ ነው (እ.ኤ.አ.) ኢ 5 - ኢ 1 = 7,0 ኢቭበ 3400 ክልል ውስጥ የባንዶች ስርዓት በጣም ደካማ ነው ኢ 2 - ኢ 1 = 3,8ኢቭ), ከነጠላ-ትሪፕሌት ሽግግር ጋር የሚዛመድ፣ ይህም ለጠቅላላው ሽክርክሪት በግምታዊ ምርጫ ደንቦች የተከለከለ ነው። ሽግግሮች ከሚባሉት መነቃቃት ጋር ይዛመዳሉ። ፒ ኤሌክትሮኖች በቤንዚን ቀለበቱ ውስጥ በሙሉ ተቀይረዋል። ; ከኤሌክትሮኒካዊ ሞለኪውላር ስፔክትራ የተገኘው የደረጃ ዲያግራም ከግምታዊ የኳንተም ሜካኒካል ስሌቶች ጋር ይስማማል። ኦስቲልቶሪ ኤም.ኤስ. C 6 H 6 በሞለኪዩል ውስጥ ካለው የሲሜትሪ ማእከል መኖር ጋር ይዛመዳል - በ IRS ውስጥ የሚታዩ (ንቁ) የንዝረት ድግግሞሾች በ SRS ውስጥ አይገኙም (የቦዘኑ) እና በተቃራኒው (አማራጭ ክልከላ ተብሎ የሚጠራው)። ከ 20 የተለመዱ የ C 6 H 6 4 ንዝረቶች በ ICS ውስጥ እና 7 በ SCR ውስጥ ንቁ ናቸው, የተቀሩት 11 በ ICS እና SCR ውስጥ ንቁ አይደሉም. የሚለኩ ድግግሞሽ እሴቶች (በ ሴሜ -1): 673፣ 1038፣ 1486፣ 3080 (በአይሲኤስ) እና 607፣ 850፣ 992፣ 1178፣ 1596፣ 3047፣ 3062 (በTFR)። ድግግሞሾች 673 እና 850 ከአውሮፕላኖች ያልሆኑ ንዝረቶች ጋር ይዛመዳሉ ፣ ሁሉም ሌሎች ድግግሞሾች ከአውሮፕላን ንዝረት ጋር ይዛመዳሉ። በተለይ የፕላን ንዝረት ባህሪይ ድግግሞሽ 992 (ከሲ-ሲ ቦንዶች የዝርጋታ ንዝረት ጋር የሚመጣጠን ፣የጊዜያዊ መጭመቂያ እና የቤንዚን ቀለበት መዘርጋትን ያካተተ) ፣ ድግግሞሾች 3062 እና 3080 (ከሲ-ኤች ቦንዶች የመለጠጥ ንዝረት ጋር የሚዛመድ) እና ድግግሞሽ 607 (ተጓዳኝ) ወደ የቤንዚን ቀለበት መታጠፍ ንዝረት). የተስተዋለው የንዝረት እይታ C 6 H 6 (እና ተመሳሳይ የንዝረት እይታ C 6 D 6) ከቲዎሬቲካል ስሌቶች ጋር በጣም ጥሩ ስምምነት ላይ ናቸው ፣ ይህም የእነዚህን ስፔክተሮች ሙሉ ትርጓሜ ለመስጠት እና የሁሉም መደበኛ ንዝረቶች ቅርጾችን ለማግኘት አስችሎታል።

በተመሳሳይ መንገድ, ኤም.ኤስ. እንደ ፖሊመር ሞለኪውሎች ያሉ የተለያዩ የኦርጋኒክ እና የኢንኦርጋኒክ ሞለኪውሎችን አወቃቀር ይወስኑ።

ትምህርት 12. የኑክሌር ፊዚክስ. የአቶሚክ ኒውክሊየስ መዋቅር.

ኮር- ይህ ኤሌክትሮኖች በኳንተም ምህዋር የሚሽከረከሩበት የአቶም ማዕከላዊ ግዙፍ አካል ነው። የኒውክሊየስ ብዛት በግምት 4 · 10 በአተም ውስጥ ከተካተቱት ኤሌክትሮኖች ብዛት በ3 እጥፍ ይበልጣል። የከርነል መጠኑ በጣም ትንሽ ነው (10 -12 -10 -13 ሴሜ), ይህም ከጠቅላላው አቶም ዲያሜትር በግምት 10 5 እጥፍ ያነሰ ነው. የኤሌክትሪክ ክፍያው አዎንታዊ ነው እና በፍፁም እሴቱ ከአቶሚክ ኤሌክትሮኖች ክፍያዎች ድምር ጋር እኩል ነው (አቶም በአጠቃላይ በኤሌክትሪክ ገለልተኛ ስለሆነ)።

ኒውክሊየስ የተገኘው በ E. ራዘርፎርድ (1911) በአልፋ ቅንጣቶች ውስጥ በቁስ አካል ውስጥ በሚያልፉበት ጊዜ በሚበተኑ ሙከራዎች ላይ ነው. ኤ-ቅንጣቶች ከተጠበቀው በላይ ብዙ ጊዜ በትልልቅ ማዕዘኖች እንደሚበታተኑ ካወቁ፣ ራዘርፎርድ የአቶም አወንታዊ ክፍያ በትንሽ ኒውክሊየስ ውስጥ እንዲከማች ሀሳብ አቅርቧል (ከዚህ በፊት የጄ. ቶምሰን ሀሳቦች አሸንፈዋል ፣ በዚህ መሠረት አዎንታዊ ክፍያ) አቶም በድምጽ መጠኑ ውስጥ አንድ ወጥ በሆነ መልኩ እንደተሰራጭ ይቆጠራል) . የራዘርፎርድ ሃሳብ በዘመኑ በነበሩት ሰዎች ወዲያውኑ ተቀባይነት አላገኘም (ዋናው እንቅፋት የሆነው በኒውክሊየስ ዙሪያ በሚዞሩበት ጊዜ በኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረሮች ኃይል በመጥፋቱ ምክንያት የአቶሚክ ኤሌክትሮኖች ወደ ኒውክሊየስ መውደቅ የማይቀር እምነት ነው)። ለአተም የኳንተም ቲዎሪ መሰረት የጣለው ታዋቂው የ N. Bohr (1913) ስራ እውቅና ለመስጠት ትልቅ ሚና ተጫውቷል። ቦህር የምሕዋርን መረጋጋት የአቶሚክ ኤሌክትሮኖች እንቅስቃሴን የመለካት የመጀመሪያ መርህ አድርጎ ያስቀመጠ ሲሆን ከዛም ሰፊ ተጨባጭ ነገሮችን የሚያብራራ የመስመር ኦፕቲካል ስፔክትራ ህጎችን አገኘ (የባልመር ተከታታይ ወዘተ)። ትንሽ ቆይቶ (በ1913 መገባደጃ ላይ) የራዘርፎርድ ተማሪ ጂ ሞሴሊ በሙከራ እንዳሳየው የአቶሞች መስመር የኤክስሬይ ስፔክትራ የአጭር ሞገድ ወሰን ሲቀየር በጊዜያዊ የንጥረ ነገሮች ስርዓት ውስጥ ያለው ንጥረ ነገር አቶሚክ ቁጥር Z ሲቀየር ነው። ከቦህር ጽንሰ-ሀሳብ ጋር ይዛመዳል ፣ የኒውክሊየስ የኤሌክትሪክ ክፍያ (በኤሌክትሮን ክፍያ አሃዶች) ከ Z ጋር እኩል ነው ብለን ካሰብን ይህ ግኝት ያለመተማመንን እንቅፋት ሙሉ በሙሉ ሰበረ - አዲስ አካላዊ ነገር - አስኳል - በጥብቅ የተገናኘ ሆኖ ተገኝቷል። አሁን የተዋሃደ እና በአካል ግልጽ የሆነ ማብራሪያ ያገኙ የተለያዩ የሚመስሉ የተለያዩ ክስተቶች ጋር። ከሞሴሌይ ሥራ በኋላ፣ የአቶሚክ ኒውክሊየስ መኖር እውነታ በመጨረሻ በፊዚክስ ተመሠረተ።

የከርነል ቅንብር.ኒውክሊየስ በተገኘበት ጊዜ ሁለት የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች ብቻ ይታወቃሉ - ፕሮቶን እና ኤሌክትሮን. በዚህ መሠረት አስኳል እነሱን ያካተተ ሊሆን እንደሚችል ይታሰብ ነበር. ሆኖም ግን, በ 20 ዎቹ መጨረሻ. 20 ኛው ክፍለ ዘመን የፕሮቶን ኤሌክትሮን መላምት “ናይትሮጅን ጥፋት” ተብሎ የሚጠራ ከባድ ችግር አጋጥሞታል፡ በፕሮቶን ኤሌክትሮ መላምት መሰረት የናይትሮጅን ኒውክሊየስ 21 ቅንጣቶች (14 ፕሮቶን እና 7 ኤሌክትሮኖች) እያንዳንዳቸው 1/2 ሽክርክሪት ሊኖራቸው ይገባል . የናይትሮጅን ኒውክሊየስ ሽክርክሪት ግማሽ ኢንቲጀር መሆን ነበረበት ነገር ግን በኦፕቲካል ሞለኪውላር ስፔክትራ መለኪያ ላይ ባለው መረጃ መሰረት እሽክርክሪት ከ 1 ጋር እኩል ሆኖ ተገኝቷል።

የኒውክሊየስ ስብጥር በጄ.ቻድዊክ (1932) ከተገኘ በኋላ ተብራርቷል. ኒውትሮን. ከቻድዊክ የመጀመሪያ ሙከራዎች እንደታየው የኒውትሮን ብዛት ወደ ፕሮቶን ብዛት ቅርብ ነው ፣ እና ሽክርቱ ከ 1/2 ጋር እኩል ነው (በኋላ የተቋቋመ)። ኒውክሊየስ ፕሮቶን እና ኒውትሮን ያካተተ ነው የሚለው ሀሳብ በመጀመሪያ በዲ ዲ ኢቫኔንኮ (1932) ታትሟል እና ወዲያውኑ በ W. Heisenberg (1932) ተፈጠረ። ስለ ኒውክሊየስ ፕሮቶን-ኒውትሮን ስብጥር ያለው ግምት በኋላ ሙሉ በሙሉ በሙከራ ተረጋግጧል። በዘመናዊው የኑክሌር ፊዚክስ ፕሮቶን (ፒ) እና ኒውትሮን (n) ብዙውን ጊዜ በጋራ ስም ኑክሊዮን ስር ይጣመራሉ። በኒውክሊየስ ውስጥ ያሉት የኑክሊዮኖች ጠቅላላ ቁጥር የጅምላ ቁጥር ይባላል ሀየፕሮቶኖች ብዛት ከኒውክሊየስ Z (በኤሌክትሮን ክፍያ አሃዶች) ፣ የኒውትሮኖች ብዛት ጋር እኩል ነው። N = A - Z. ዩ isotopes ተመሳሳይ Z, ግን የተለየ ሀእና ኤን, ኒውክሊየስ ተመሳሳይ isobars አላቸው ሀእና የተለያዩ Z እና ኤን.

ከኒውክሊዮኖች የበለጠ ክብደት ያላቸው አዳዲስ ቅንጣቶች ከመገኘቱ ጋር ተያይዞ የሚባሉት. ኑክሊዮን ኢሶባርስ፣ እነሱም የኒውክሊየስ አካል መሆን እንዳለባቸው ተገለጸ (intranuuclear nucleons፣ እርስ በርስ ሲጋጩ፣ ወደ ኒውክሊዮን ኢሶባርስ ሊለወጡ ይችላሉ)። በጣም ቀላል በሆነው ከርነል - ዲዩትሮን , አንድ ፕሮቶን እና አንድ ኒውትሮን ያካተተ, ኑክሊዮኖች በኒውክሊን ኢሶባርስ ~ 1% ጊዜ ውስጥ መቆየት አለባቸው. በርካታ የተስተዋሉ ክስተቶች በኒውክሊየስ ውስጥ እንደዚህ ያሉ isobaric ግዛቶች መኖራቸውን ይመሰክራሉ ። ከኒውክሊዮኖች እና ኑክሊዮን ኢሶባርስ በተጨማሪ በኒውክሊየስ ውስጥ በየጊዜው ለአጭር ጊዜ (10 -23 -10 -24) ሰከንድ) ይታያሉ ሜሶኖች , ከእነሱ በጣም ቀላል የሆኑትን ጨምሮ - p-mesons. የኒውክሊዮኖች መስተጋብር የሚመጣው ሜሶን በአንደኛው ኑክሊዮኖች የሚለቀቁት በርካታ ድርጊቶች እና በሌላኛው ወደ መምጠጥ ነው። ብቅ ማለት ነው። የሜሶን ሞገዶች በተለይም የኒውክሊየስ ኤሌክትሮማግኔቲክ ባህሪያት ላይ ተጽእኖ ያሳድራሉ. የሜሶን መለዋወጫ ሞገድ በጣም የተለየ መገለጫ የሚገኘው በከፍተኛ ኃይል ኤሌክትሮኖች እና g-quanta የዲዩትሮን ክፍፍል ምላሽ ነው።

የኑክሊዮኖች መስተጋብር.በኒውክሊየስ ውስጥ ኒውክሊዮኖችን የሚይዙ ኃይሎች ይባላሉ ኑክሌር . እነዚህ በፊዚክስ ውስጥ የሚታወቁት በጣም ጠንካራ ግንኙነቶች ናቸው. በኒውክሊየስ ውስጥ ባሉ ሁለት ኒዩክሊዮኖች መካከል የሚሠሩት የኑክሌር ኃይሎች በፕሮቶን መካከል ካለው ኤሌክትሮስታቲክ መስተጋብር መቶ እጥፍ የሚበልጥ የክብደት ቅደም ተከተል ናቸው። የኑክሌር ኃይሎች አስፈላጊ ንብረት የእነሱ ነው። ከኒውክሊዮኖች ክፍያ ሁኔታ ነፃ መሆን፡- የእነዚህ ጥንድ ቅንጣቶች አንጻራዊ እንቅስቃሴ ግዛቶች ተመሳሳይ ከሆኑ የሁለት ፕሮቶን፣ የሁለት ኒውትሮን ወይም የኒውትሮን እና የፕሮቶን የኑክሌር ግንኙነቶች ተመሳሳይ ናቸው። የኒውክሌር ሃይሎች መጠን በኒውክሊዮኖች መካከል ባለው ርቀት፣ በተሽከረከሩት የጋራ አቅጣጫ፣ በመዞሪያዎቹ አቅጣጫ ከምሕዋር አንግል ሞመንተም አንፃር እና ከአንዱ ቅንጣት ወደ ሌላው በሚወጣው ራዲየስ ቬክተር ላይ ይመሰረታል። የኑክሌር ሃይሎች በተወሰነ የእርምጃ ክልል ተለይተው ይታወቃሉ፡ የእነዚህ ሃይሎች አቅም በርቀት ይቀንሳል አርይልቅ በፍጥነት ቅንጣቶች መካከል አር-2, እና ሀይሎች እራሳቸው ፈጣን ናቸው አር-3. የኑክሌር ኃይሎችን አካላዊ ተፈጥሮ ከግምት ውስጥ በማስገባት ከርቀት ጋር በከፍተኛ ሁኔታ መቀነስ አለባቸው። የኑክሌር ኃይሎች የድርጊት ራዲየስ የሚወሰነው በሚባሉት ነው. የኮምፕተን የሞገድ ርዝመት r 0 ሜሶኖች በሚገናኙበት ጊዜ በኒውክሊዮኖች መካከል ተለዋወጡ።

እዚህ m ፣ የሜሶን ብዛት ነው ፣ የፕላንክ ቋሚ ነው ፣ ጋር- በቫኩም ውስጥ የብርሃን ፍጥነት. በ p-meson ልውውጡ የተከሰቱት ኃይሎች ከፍተኛው የድርጊት ራዲየስ አላቸው. ለእነሱ r 0 = 1.41 ረ (1 ረ = 10 -13 ሴሜ). በኒውክሊየስ ውስጥ ያሉት የኢንተርኑክሊን ርቀቶች በትክክል ይህ የክብደት ቅደም ተከተል ናቸው፣ ነገር ግን የከባድ ሜሶኖች ልውውጥ (m-፣ r-፣ w-meson, ወዘተ) ለኑክሌር ሃይሎችም አስተዋፅኦ ያደርጋሉ። በሁለት ኑክሊዮኖች መካከል ያለው የኑክሌር ሃይሎች ርቀቱ እና የኑክሌር ሃይሎች አስተዋፅዖ በሜሶኖች መለዋወጥ ምክንያት በትክክል ጥገኛነት በእርግጠኝነት አልተረጋገጠም. በ multinucleon nuclei ውስጥ፣ ወደ ጥንድ ኑክሊዮኖች ግንኙነት መቀነስ የማይችሉ ኃይሎች ሊኖሩ ይችላሉ። የእነዚህ የሚባሉት ሚና በኒውክሊየስ መዋቅር ውስጥ ያሉ ብዙ ቅንጣቢ ኃይሎች ግልጽ አይደሉም።

የከርነል መጠኖችበያዙት ኑክሊዮኖች ብዛት ይወሰናል. በኒውክሊየስ ውስጥ ያሉት የኒውክሊዮኖች ቁጥር ፒ አማካይ ጥግግት (በአሃድ ብዛታቸው) ለሁሉም መልቲኑክሊዮን ኒዩክሊየስ (A > 0) ከሞላ ጎደል ተመሳሳይ ነው። ይህ ማለት የኒውክሊየስ መጠን ከኒውክሊየስ ብዛት ጋር ተመጣጣኝ ነው ሀ፣ እና መስመራዊ መጠኑ ~ ሀ 1/3. ውጤታማ ኮር ራዲየስ አርበግንኙነቱ ይወሰናል፡-

አር = ኤ 1/3 , (2)

ቋሚው የት ነው ሀቀረብ ብሎ Hz, ነገር ግን ከእሱ የተለየ እና በየትኛው አካላዊ ክስተቶች ላይ እንደሚለካው ይወሰናል አር. የኒውክሊየስ ቻርጅ ራዲየስ ተብሎ በሚጠራው ጊዜ ፣ በኤሌክትሮኖች በኒውክሊየስ መበታተን ወይም በኃይል ደረጃዎች አቀማመጥ m- mesoatoms : ሀ = 1,12 ረ. ከመስተጋብር ሂደቶች የሚወሰን ውጤታማ ራዲየስ ሃድሮንስ (Nucleons, Mesons, a-particles, ወዘተ) ከክፍያው በትንሹ የሚበልጡ ኒውክሊየስ ያላቸው፡ ከ1.2 ረእስከ 1.4 ረ.

ከተራ ንጥረ ነገሮች ብዛት ጋር ሲነፃፀር የኑክሌር ቁስ መጠን በሚያስደንቅ ሁኔታ ከፍተኛ ነው፡ በግምት 10 14 ነው ጂ/ሴሜ 3. በኮር ውስጥ, r በማዕከላዊው ክፍል ውስጥ ከሞላ ጎደል ቋሚ ነው እና ወደ ዳር አካባቢ በከፍተኛ ሁኔታ ይቀንሳል. ለተጨባጭ መረጃ ግምታዊ መግለጫ፣ የሚከተለው የር ጥገኝነት ከኒውክሊየስ መሃል ባለው ርቀት r ላይ አንዳንድ ጊዜ ተቀባይነት አለው።

ውጤታማ ኮር ራዲየስ አርእኩል ይሆናል አር 0 + ለ. እሴቱ ለ የኒውክሊየስ ድንበሩን ብዥታ ይገልፃል፤ ለሁሉም ኒውክሊየስ ከሞላ ጎደል ተመሳሳይ ነው (» 0.5 ረ). መለኪያው r 0 በኒውክሊየስ "ድንበር" ላይ ያለው ድርብ ጥግግት ነው, ከመደበኛነት ሁኔታ (የፒ ን ወደ ኒዩክሊየኖች ብዛት ያለው እኩልነት) ይወሰናል. ሀ). ከ (2) የኒውክሊየስ መጠኖች በቅደም ተከተል ከ10 -13 ይለያያሉ ። ሴሜእስከ 10-12 ድረስ ሴሜለከባድ ኒውክሊየስ (የአቶም መጠን ~ 10 -8 ሴሜ). ሆኖም፣ ፎርሙላ (2) የኒውክሊየስ መስመራዊ ልኬቶች መጨመሩን የሚገልፅ ሲሆን የኒውክሊዮኖች ብዛት በመጠኑ እየጨመረ ሲሆን ይህም በከፍተኛ ደረጃ ይጨምራል። ሀ. አንድ ወይም ሁለት ኑክሊዮኖች ወደ እሱ ሲጨመሩ የኒውክሊየስ መጠን ለውጥ በኒውክሊየስ መዋቅር ዝርዝሮች ላይ የተመሰረተ እና መደበኛ ያልሆነ ሊሆን ይችላል. በተለይም (በአቶሚክ ኢነርጂ ደረጃዎች isotopic shift ላይ እንደሚታየው) አንዳንድ ጊዜ ሁለት ኒውትሮኖች ሲጨመሩ የኒውክሊየስ ራዲየስ እንኳ ይቀንሳል.