Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

2: Спектроскопія - як ми знаємо, що знаємо про структуру речовини

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    25042

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Декоративне зображення хмари слів.

    Спектроскопія - це вивчення того, як енергія (особливо електромагнітне випромінювання) і речовина взаємодіють. Аналізуючи ці взаємодії, ми можемо зробити висновок про велику кількість доказів про структуру речовини. В органічній хімії спектроскопія дозволяє визначити структуру продуктів і реагентів (а в деяких випадках ми також можемо отримати інформацію про проміжних продуктах реакцій). Використовуючи спектроскопію різних видів, ми можемо зібрати докази про швидкість реакції, і з цієї інформації ми можемо зробити висновок про механізми реакцій. У цьому розділі ми коротко розглянемо фон, який ви (ймовірно) дізналися в загальній хімії, а потім перейдемо до різного типу спектроскопії і обговоримо, що кожен тип може і не може розповісти нам про структуру органічних сполук.

    З ваших попередніх досліджень ви згадаєте, що на атомному/молекулярному рівні енергії атомів і молекул квантуються: тобто існують дискретні, окремі енергетичні стани, між якими нічого не відбувається. Це стосується не тільки енергій електронів, але і енергій вібрації зв'язків і обертання навколо зв'язків. Ядерні енергії також квантуються. Перехід з одного енергетичного стану в інший можна шляхом поглинання або випромінювання кількості електромагнітної енергії (фотона), що відповідає різниці енергій між двома станами. Фотони з енергією, яка не відповідає відмінностям між двома енергетичними станами, не поглинаються і не випромінюються, а це означає, що ми можемо використовувати енергії поглинутих або випромінюваних фотонів, щоб розповісти нам про енергетичні відмінності між квантовими станами в атомах і молекулах. Відмінності між цими квантованими енергетичними рівнями сильно залежать від ідентичності та середовища атомів і молекул, і тому ми можемо випромінювані фотони ідентифікувати конкретні види. Наприклад, в ізольованих атомах енергетичні відмінності між рівнями часто відповідають електромагнітній енергії в ультрафіолетовій або видимій. Це призводить до атомних спектрів поглинання або випромінювання, які дозволяють визначити, які елементи присутні в (наприклад) зірках і міжзоряному просторі.