अणुओं के इलेक्ट्रॉनिक कंपन और घूर्णी स्पेक्ट्रा। इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रा, उनकी उत्पत्ति। आईआर स्पेक्ट्रा प्राप्त करना

आणविक स्पेक्ट्रा- अवशोषण, उत्सर्जन या प्रकीर्णन स्पेक्ट्रा से उत्पन्न होता है क्वांटम संक्रमणएक ऊर्जावान से अणु। दूसरे को बताता है। एमएस। अणु की संरचना, उसकी संरचना, रसायन की प्रकृति द्वारा निर्धारित किया जाता है। संचार और ext के साथ बातचीत। क्षेत्र (और, इसलिए, आसपास के परमाणुओं और अणुओं के साथ)। नायब। विशेषता हैं एम. एस. अनुपस्थित होने पर दुर्लभ आणविक गैसें वर्णक्रमीय रेखाओं का विस्तारदबाव: ऐसे स्पेक्ट्रम में डॉपलर चौड़ाई वाली संकीर्ण रेखाएँ होती हैं।

चावल। 1. द्विपरमाणुक अणु के ऊर्जा स्तरों का आरेख: एतथा बी-इलेक्ट्रॉनिक स्तर; तुम" तथा तुम"" - कंपन क्वांटम संख्याएं; जे "तथा जे"" - घूर्णी क्वांटम नंबर.

एक अणु में ऊर्जा स्तरों की तीन प्रणालियों के अनुसार - इलेक्ट्रॉनिक, कंपन और घूर्णी (चित्र 1), एम। पी। इलेक्ट्रॉनिक कंपनों के संग्रह से मिलकर बनता है। और घुमाओ। स्पेक्ट्रा और विद्युत चुम्बकों की एक विस्तृत श्रृंखला में स्थित हैं। तरंगें - रेडियो फ्रीक्वेंसी से लेकर एक्स-रे तक। स्पेक्ट्रम के क्षेत्र। घुमाने के बीच संक्रमण की आवृत्तियों। ऊर्जा का स्तर आमतौर पर माइक्रोवेव क्षेत्र (0.03-30 सेमी -1 के तरंग संख्या पैमाने में) में आता है, कंपन के बीच संक्रमण की आवृत्ति। स्तर - आईआर क्षेत्र में (400-10000 सेमी -1), और इलेक्ट्रॉनिक स्तरों के बीच संक्रमण की आवृत्ति - स्पेक्ट्रम के दृश्य और यूवी क्षेत्रों में। यह विभाजन सशर्त है, क्योंकि उन्हें अक्सर घुमाया जाता है। संक्रमण भी आईआर क्षेत्र में आते हैं, कंपन करते हैं। दृश्य क्षेत्र में संक्रमण, और आईआर क्षेत्र में इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण। आमतौर पर, इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण कंपन में बदलाव के साथ होते हैं। अणु की ऊर्जा, और जब वे कंपन करते हैं। संक्रमण बदलते हैं और घूमते हैं। ऊर्जा। इसलिए, अक्सर इलेक्ट्रॉनिक स्पेक्ट्रम एक इलेक्ट्रॉन-कंपन प्रणाली है। बैंड, और वर्णक्रमीय उपकरणों के उच्च रिज़ॉल्यूशन पर, उन्हें घुमाया जाता है। संरचना। एम. सी में लाइनों और बैंड की तीव्रता। इसी क्वांटम संक्रमण की संभावना से निर्धारित होता है। नायब। तीव्र रेखाएं अनुमत संक्रमण के अनुरूप हैं चयन नियमके एम. एस. ऑगर स्पेक्ट्रा और एक्स-रे भी शामिल हैं। आणविक स्पेक्ट्रा(लेख में विचार नहीं किया गया; देखें। बरमा प्रभाव, बरमा स्पेक्ट्रोस्कोपी, एक्स-रे स्पेक्ट्रा, एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी).

इलेक्ट्रॉनिक स्पेक्ट्रा... विशुद्ध रूप से इलेक्ट्रॉनिक एम. सी. तब उत्पन्न होता है जब अणुओं की इलेक्ट्रॉनिक ऊर्जा बदल जाती है, यदि कंपन नहीं बदलते हैं। और घुमाओ। ऊर्जा। इलेक्ट्रॉनिक एम. सी. अवशोषण (अवशोषण स्पेक्ट्रा) और उत्सर्जन (स्पेक्ट्रा) दोनों में देखे जाते हैं। इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण के दौरान, विद्युत आमतौर पर बदल जाता है। ... एले-केट्रिच। . प्रकार के अणु की इलेक्ट्रॉनिक अवस्थाओं के बीच द्विध्रुवीय संक्रमण " और जी "" (से। मी। अणुओं की समरूपता) की अनुमति है यदि प्रत्यक्ष उत्पाद " जी "" द्विध्रुवीय क्षण वेक्टर के कम से कम एक घटक की समरूपता का प्रकार होता है डी ... जमीन से (पूरी तरह से सममित) इलेक्ट्रॉनिक अवस्था से उत्साहित इलेक्ट्रॉनिक राज्यों में संक्रमण आमतौर पर अवशोषण स्पेक्ट्रा में देखे जाते हैं। जाहिर है, इस तरह के संक्रमण के होने के लिए, उत्तेजित अवस्था की समरूपता के प्रकार और द्विध्रुवीय क्षण का मेल होना चाहिए। टी. के. इलेक्ट्रिक द्विध्रुवीय क्षण स्पिन पर निर्भर नहीं करता है, फिर इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण के दौरान स्पिन को संरक्षित किया जाना चाहिए, अर्थात, समान बहुलता वाले राज्यों के बीच केवल संक्रमण की अनुमति है (अंतःसंयोजन निषेध)। हालाँकि, इस नियम का उल्लंघन किया जाता है

मजबूत स्पिन-ऑर्बिट इंटरैक्शन वाले अणुओं के लिए, जो की ओर जाता है अंतःसंयोजन क्वांटम संक्रमण... इस तरह के संक्रमणों के परिणामस्वरूप, उदाहरण के लिए, फॉस्फोरेसेंस स्पेक्ट्रा उत्पन्न होता है, जो एक उत्तेजित ट्रिपल अवस्था से एक मूल अवस्था में संक्रमण के अनुरूप होता है। एकल राज्य।

डीकंप में अणु। इलेक्ट्रॉनिक राज्यों में अक्सर अलग-अलग जियोम होते हैं। समरूपता ऐसे मामलों में, स्थिति " जी "" जी डीकम समरूपता विन्यास के एक बिंदु समूह के लिए प्रदर्शन किया जाना चाहिए। हालांकि, क्रमपरिवर्तन-उलटा (पीआई) समूह का उपयोग करते समय, यह समस्या उत्पन्न नहीं होती है, क्योंकि सभी राज्यों के लिए पीआई समूह को समान चुना जा सकता है।

सममिति के रैखिक अणुओं के लिए xy . के साथद्विध्रुवीय क्षण की समरूपता का प्रकार डी= एस + (डी z) -पी ( डी एक्स, डी वाई), इसलिए, केवल संक्रमण एस + - एस +, एस - - एस -, पी - पी, आदि, संक्रमण द्विध्रुवीय क्षण के साथ अणु के अक्ष के साथ निर्देशित, और संक्रमण एस + - पी, पी - डी, आदि, उनके लिए अनुमति है। संक्रमण के क्षण के साथ अणु की धुरी के लंबवत निर्देशित (राज्यों के पदनाम के लिए, कला देखें। अणु).

संभावना वीबिजली इलेक्ट्रॉनिक स्तर से द्विध्रुवीय संक्रमण टीइलेक्ट्रॉनिक स्तर तक एन एससभी कंपन-घुमाने पर संक्षेप में। इलेक्ट्रॉनिक स्तर का स्तर टी, f-loy द्वारा निर्धारित किया जाता है:

संक्रमण के लिए द्विध्रुवीय क्षण का मैट्रिक्स तत्व एन - एम, आप ईपीऔर तुम एम- इलेक्ट्रॉनों के तरंग कार्य। इंट्रागल गुणांक। अवशोषण, जिसे प्रयोगात्मक रूप से मापा जा सकता है, अभिव्यक्ति द्वारा निर्धारित किया जाता है

कहां एन एम- शुरुआत में अणुओं की संख्या। शर्त एम, वी एनएम- संक्रमण आवृत्ति टीएन एस... अक्सर इलेक्ट्रॉनिक संक्रमणों की विशेषता होती है

घूर्णी स्पेक्ट्रा

अपनी धुरी के चारों ओर एक दो परमाणु अणु के घूमने पर विचार करें। घूर्णन के अभाव में अणु की ऊर्जा सबसे कम होती है। यह अवस्था घूर्णी क्वांटम संख्या j = 0 से मेल खाती है। निकटतम उत्तेजित स्तर (j = 1) एक निश्चित घूर्णन गति से मेल खाता है। एक अणु को इस स्तर तक स्थानांतरित करने के लिए, ऊर्जा ई 1 खर्च करना आवश्यक है। j = 2,3,4… पर रोटेशन की गति 2,3,4… j = 0 की तुलना में अधिक है। अणु की आंतरिक ऊर्जा घूर्णन की गति के साथ बढ़ती है और स्तरों के बीच की दूरी बढ़ जाती है। पड़ोसी स्तरों के बीच ऊर्जा अंतर समान मान E 1 से लगातार बढ़ रहा है। इस संबंध में, घूर्णी स्पेक्ट्रम में अलग-अलग रेखाएँ होती हैं; पहली पंक्ति ν 1 = Е 1 / , और अगले 2ν 1, 3 ν 1, आदि के लिए। घूर्णी स्तरों के बीच ऊर्जा अंतर बहुत छोटा है, इसलिए कमरे के तापमान पर भी अणुओं की गतिज ऊर्जा उनके टकराव के दौरान बदल जाती है। घूर्णी स्तरों को उत्तेजित करने के लिए पर्याप्त होना। अणु एक फोटॉन को अवशोषित कर सकता है और उच्च घूर्णी स्तर तक जा सकता है। इस तरह, अवशोषण स्पेक्ट्रा की जांच की जा सकती है।

आवृत्ति अणु के द्रव्यमान और उसके आकार पर निर्भर करती है। बढ़ते द्रव्यमान के साथ, स्तरों के बीच की दूरी कम हो जाती है और संपूर्ण स्पेक्ट्रम लंबी तरंग दैर्ध्य की ओर स्थानांतरित हो जाता है।

गैसीय अवस्था में पदार्थों के लिए घूर्णी स्पेक्ट्रा देखा जा सकता है। तरल और ठोस निकायों में, व्यावहारिक रूप से कोई आकार का घूर्णन नहीं होता है। विश्लेषण को नष्ट किए बिना गैसीय अवस्था में बदलने की आवश्यकता घूर्णी स्पेक्ट्रा के उपयोग को गंभीर रूप से सीमित करती है (जैसा कि सुदूर आईआर क्षेत्र में काम करने की कठिनाई है)।

यदि अणु को अतिरिक्त ऊर्जा दी जाती है, बंधन दरार ऊर्जा ई रसायन से कम, तो परमाणु संतुलन की स्थिति के चारों ओर कंपन करेंगे, और कंपन आयाम में केवल कुछ मान होंगे। वाइब्रेशनल स्पेक्ट्रा अलग-अलग लाइनों (परमाणुओं के लिए या घूर्णी स्पेक्ट्रा में) के बजाय बैंड प्रदर्शित करता है। तथ्य यह है कि एक अणु की ऊर्जा व्यक्तिगत परमाणुओं की स्थिति और पूरे अणु के घूमने पर निर्भर करती है। तो कोई भी कंपन स्तर जटिल हो जाता है और कई सरल स्तरों में विभाजित हो जाता है।

घूर्णी संरचना की अलग-अलग रेखाएँ गैसीय पदार्थों के कंपन स्पेक्ट्रा में स्पष्ट रूप से दिखाई देती हैं। तरल पदार्थ और ठोस में कोई विशिष्ट घूर्णन स्तर नहीं होते हैं। तो उनमें एक चौड़ी पट्टी देखी जाती है। 2-परमाणु अणुओं की तुलना में बहुपरमाणुक अणुओं के कंपन बहुत अधिक जटिल होते हैं, क्योंकि संभव कंपन मोड की संख्या अणु में परमाणुओं की संख्या के साथ तेजी से बढ़ती है।

उदाहरण के लिए, एक रैखिक CO2 अणु में 3 प्रकार के कंपन होते हैं।

पहले 2 प्रकार वैलेंस हैं (एक सममित है, दूसरा एंटीसिमेट्रिक है)। तीसरे प्रकार के कंपन के दौरान, बंधन कोण बदल जाते हैं और परमाणु वैलेंस बॉन्ड के लंबवत दिशाओं में विस्थापित हो जाते हैं, जिसकी लंबाई लगभग स्थिर रहती है। ऐसे कंपनों को विरूपण कंपन कहा जाता है। झुकने वाले कंपनों को उत्तेजित करने के लिए, कंपन को फैलाने की तुलना में कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है। विरूपण संक्रमण के उत्तेजना से जुड़े अवशोषण बैंड में खिंचाव कंपन की आवृत्तियों की तुलना में 2-3 गुना कम आवृत्ति होती है। CO2 में दोलन सभी परमाणुओं को एक साथ प्रभावित करते हैं। ऐसे कंपनों को कंकाल कंपन कहा जाता है। वे केवल किसी दिए गए अणु के लिए विशेषता हैं और संबंधित बैंड समान संरचना वाले पदार्थों के साथ भी मेल नहीं खाते हैं।

जटिल अणुओं में, कंपन भी प्रतिष्ठित होते हैं जिसमें परमाणुओं के केवल छोटे समूह भाग लेते हैं। ऐसे कंपनों के बैंड कुछ समूहों की विशेषता होते हैं और जब बाकी अणु की संरचना बदलती है तो उनकी आवृत्तियों में थोड़ा बदलाव होता है। तो रासायनिक यौगिकों के अवशोषण स्पेक्ट्रा में, कुछ समूहों की उपस्थिति का पता लगाना आसान है।

तो, स्पेक्ट्रम के अवरक्त क्षेत्र में किसी भी अणु का अपना विशिष्ट अवशोषण स्पेक्ट्रम होता है। एक ही स्पेक्ट्रम के साथ 2 पदार्थ खोजना लगभग असंभव है।

इसके साथ ही अणु की कंपन अवस्था में परिवर्तन के साथ, इसकी घूर्णन अवस्था भी बदल जाती है। कंपन और घूर्णी अवस्थाओं में परिवर्तन से घूर्णी-कंपन स्पेक्ट्रा की उपस्थिति होती है। अणुओं की कंपन ऊर्जा इसकी घूर्णी ऊर्जा से लगभग सौ गुना अधिक होती है, इसलिए रोटेशन आणविक स्पेक्ट्रा की कंपन संरचना का उल्लंघन नहीं करता है। ऊर्जा कंपन क्वांटा में अपेक्षाकृत बड़े पर ऊर्जावान रूप से छोटे घूर्णी क्वांटा का सुपरपोजिशन, कंपन स्पेक्ट्रम की रेखाओं को विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के निकट अवरक्त क्षेत्र में स्थानांतरित करता है और उन्हें बैंड में बदल देता है। इस कारण से, घूर्णी-कंपन स्पेक्ट्रम, जो निकट अवरक्त क्षेत्र में देखा जाता है, में एक रेखा-धारीदार संरचना होती है।

ऐसे स्पेक्ट्रम के प्रत्येक बैंड में एक केंद्रीय रेखा (धराशायी रेखा) होती है, जिसकी आवृत्ति अणु की कंपन शर्तों में अंतर से निर्धारित होती है। ऐसी आवृत्तियों का सेट अणु के शुद्ध कंपन स्पेक्ट्रम का प्रतिनिधित्व करता है। श्रोडिंगर तरंग समीकरण के समाधान से जुड़ी क्वांटम-यांत्रिक गणना, अणु के घूर्णी और कंपन राज्यों के पारस्परिक प्रभाव को ध्यान में रखते हुए, अभिव्यक्ति की ओर ले जाती है:

जहां और सभी ऊर्जा स्तरों के लिए स्थिर नहीं हैं और कंपन क्वांटम संख्या पर निर्भर करते हैं।

जहां और से परिमाण में छोटे स्थिरांक हैं। मापदंडों के छोटे होने के कारण और, मात्राओं की तुलना में और, इन अनुपातों में दूसरे शब्दों की उपेक्षा की जा सकती है और अणु की वास्तविक घूर्णी-कंपन ऊर्जा को एक कठोर की कंपन और घूर्णी ऊर्जा के योग के रूप में माना जा सकता है। अणु, फिर, क्रमशः, अभिव्यक्ति:

यह अभिव्यक्ति स्पेक्ट्रम की संरचना को अच्छी तरह से बताती है और केवल क्वांटम संख्याओं के बड़े मूल्यों पर विकृति की ओर ले जाती है। घूर्णी-कंपन स्पेक्ट्रम की घूर्णी संरचना पर विचार करें। तो, विकिरण के दौरान, एक अणु उच्च ऊर्जा स्तर से निचले स्तर तक जाता है, और आवृत्तियों वाली रेखाएं स्पेक्ट्रम में दिखाई देती हैं:

वे। घूर्णी-कंपन स्पेक्ट्रम की रेखा की आवृत्ति के लिए, हम तदनुसार लिख सकते हैं:

आवृत्तियों का सेट एक घूर्णी-कंपन स्पेक्ट्रम देता है। इस समीकरण में पहला पद वर्णक्रमीय आवृत्ति को व्यक्त करता है जो तब होता है जब केवल कंपन ऊर्जा में परिवर्तन होता है। आइए हम वर्णक्रमीय बैंड में घूर्णी रेखाओं के वितरण पर विचार करें। एक पट्टी की सीमाओं के भीतर, इसकी बारीक घूर्णी संरचना केवल घूर्णी क्वांटम संख्या के मूल्य से निर्धारित होती है। ऐसी पट्टी के लिए, इसे इस प्रकार लिखा जा सकता है:

पाउली के चयन नियम के अनुसार:

पूरे बैंड को वर्णक्रमीय श्रृंखला के दो समूहों में विभाजित किया गया है, जो अपेक्षाकृत दोनों तरफ स्थित हैं। दरअसल, अगर:

वे। कब:

तब हमें पंक्तियों का एक समूह मिलता है:

वे। कब:

तब हमें पंक्तियों का एक समूह मिलता है:

संक्रमण के मामले में जब एक अणु पहले घूर्णी स्तर से एक घूर्णी ऊर्जा स्तर तक जाता है, तो आवृत्तियों के साथ वर्णक्रमीय रेखाओं का एक समूह दिखाई देता है। रेखाओं के इस समूह को स्पेक्ट्रम बैंड की धनात्मक या - शाखा कहते हैं, जिसकी शुरुआत होती है। संक्रमण के दौरान, जब अणु वें से ऊर्जा स्तर तक जाता है, तो आवृत्तियों के साथ वर्णक्रमीय रेखाओं का एक समूह दिखाई देता है। रेखाओं के इस समूह को ऋणात्मक या - स्पेक्ट्रम बैंड की वह शाखा कहते हैं, जिसकी शुरुआत होती है। यह इस तथ्य के कारण है कि जो अर्थ जिम्मेदार है उसका कोई भौतिक अर्थ नहीं है। - और - रूप के समीकरणों के आधार पर पट्टी की शाखाएँ:

पंक्तियों से मिलकर बनता है:

इस प्रकार, घूर्णी-कंपन स्पेक्ट्रम के प्रत्येक बैंड में आसन्न रेखाओं के बीच की दूरी के साथ समान दूरी की रेखाओं के दो समूह होते हैं:

एक वास्तविक गैर-कठोर अणु के लिए, समीकरण दिया गया है:

बैंड शाखाओं की - और - लाइनों की आवृत्ति के लिए, हम प्राप्त करते हैं:

नतीजतन, शाखाओं की रेखाएं - और - मुड़ी हुई हैं और समान दूरी की रेखाएं नहीं देखी जाती हैं, लेकिन - शाखाएं जो अलग हो जाती हैं और - शाखाएं जो पट्टी के किनारे को बनाने के लिए अभिसरण करती हैं। इस प्रकार, आण्विक स्पेक्ट्रा का क्वांटम सिद्धांत निकट अवरक्त क्षेत्र में वर्णक्रमीय बैंड को डीकोड करने में सक्षम साबित हुआ, उन्हें घूर्णन और कंपन ऊर्जा में एक साथ परिवर्तन के परिणामस्वरूप व्याख्या किया गया। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि आणविक स्पेक्ट्रा अणुओं की संरचना पर जानकारी का एक मूल्यवान स्रोत है। आणविक स्पेक्ट्रा का अध्ययन करके, अणुओं के विभिन्न असतत ऊर्जा राज्यों को सीधे निर्धारित करना संभव है और प्राप्त आंकड़ों के आधार पर, एक अणु में इलेक्ट्रॉनों की गति, कंपन और नाभिक के रोटेशन के बारे में विश्वसनीय और सटीक निष्कर्ष निकालना, साथ ही सटीक प्राप्त करना अणुओं में परमाणुओं के बीच कार्य करने वाले बलों, आंतरिक दूरी और ज्यामितीय अणुओं में नाभिक की व्यवस्था, अणु की पृथक्करण ऊर्जा आदि के बारे में जानकारी।

उन्हें दो अंतःक्रियात्मक बिंदु द्रव्यमान m 1 और m 2 के एक मॉडल के रूप में उनके बीच एक संतुलन दूरी r e (बंध लंबाई), और कंपन के रूप में दर्शाया जाता है। नाभिक की गति को हार्मोनिक माना जाता है और इसे एकता, निर्देशांक q = r-r e द्वारा वर्णित किया जाता है, जहां r वर्तमान आंतरिक दूरी है। संभावित ऊर्जा निर्भरता चौंका देने वाली है। क्यू से वी की गति हार्मोनिक सन्निकटन में निर्धारित की जाती है। थरथरानवाला [कम द्रव्यमान m . के साथ दोलन सामग्री बिंदु = एम 1 एम 2 / (एम 1 + एम 2)] एफ-टियन वी = एल / 2 (के क्यू 2) के रूप में, जहां के ई = (डी 2 वी / डीक्यू 2) क्यू = 0 - हार्मोनिक। बल स्थिरांक

चावल। 1. एक हार्मोनिक थरथरानवाला (धराशायी वक्र) और एक वास्तविक डायटोमिक अणु (ठोस वक्र) की संभावित ऊर्जा V की आंतरिक दूरी r (r संतुलन मान r के साथ) पर निर्भरता; क्षैतिज सीधी रेखाएं दोलन का संकेत देती हैं। स्तर (0, 1, 2, ... कंपन क्वांटम संख्या के मान), लंबवत तीर - कुछ कंपन। संक्रमण; डी 0 - अणु की पृथक्करण ऊर्जा; छायांकित क्षेत्र निरंतर स्पेक्ट्रम से मेल खाता है। अणु (चित्र 1 में धराशायी रेखा)। क्लासिक के अनुसार। यांत्रिकी, आवृत्ति हार्मोनिक है। संकोच क्वांटम मच। ऐसी प्रणाली पर विचार करने से समदूरस्थ ऊर्जा स्तरों E (v) = hv e (v + 1/2) का एक असतत अनुक्रम मिलता है, जहाँ v = 0, 1, 2, 3, ... कंपन क्वांटम संख्या है, ve है हार्मोनिक अणु का कंपन स्थिरांक (h प्लैंक नियतांक है)। चयन नियम के अनुसार आसन्न स्तरों के बीच चलते समयडी v = 1, ऊर्जा वाला एक फोटॉन hv =डी ई = ई (वी + 1) -ई (वी) = एचवी ई (वी + 1 + 1/2) -एचवी ई (वी + 1/2) = एचवी ई, यानी, किन्हीं दो आसन्न के बीच संक्रमण की आवृत्ति स्तर हमेशा एक ही होते हैं, और क्लासिक के साथ मेल खाते हैं। आवृत्ति हार्मोनिक। संकोच। इसलिए, वी ई कहा जाता है। सामंजस्यपूर्ण भी। आवृत्ति। वास्तविक अणुओं के लिए, स्थितिज ऊर्जा वक्र संकेतित द्विघात फलन q नहीं है, अर्थात एक परवलय। दोलन। जैसे-जैसे हम अणु की वियोजन सीमा और एनार्मोनिक मॉडल के लिए पहुँचते हैं, स्तर अधिक से अधिक निकट आते जाते हैं। थरथरानवाला समीकरण द्वारा वर्णित हैं: ई (वी) =, जहां एक्स 1 पहला स्थिरांक है सौहार्दपूर्णता। पड़ोसी स्तरों के बीच संक्रमण की आवृत्ति स्थिर नहीं रहती है, और इसके अलावा, चयन नियमों को पूरा करने वाले संक्रमण संभव हैंडी v = 2, 3, .... स्तर v = 0 से स्तर v = 1 तक संक्रमण की बारंबारता कहलाती है। मौलिक, या मौलिक, आवृत्ति, स्तर v = 0 से स्तर v> 1 तक के संक्रमण ओवरटोन आवृत्तियों को देते हैं, और स्तर v> 0 से संक्रमण - तथाकथित। गर्म आवृत्तियों। डायटोमिक अणुओं के आईआर अवशोषण स्पेक्ट्रम में कंपन होता है। आवृत्तियों को केवल विषम परमाणु अणुओं (HCl, NO, CO, आदि) में देखा जाता है, और चयन नियम उनके विद्युत को बदलकर निर्धारित किए जाते हैं। दोलनों के दौरान द्विध्रुवीय क्षण। रमन स्पेक्ट्रम में कंपन होता है। होमोन्यूक्लियर और हेटरोन्यूक्लियर (एन 2, ओ 2, सीएन, आदि) दोनों के किसी भी डायटोमिक अणुओं के लिए आवृत्तियों को देखा जाता है, क्योंकि ऐसे स्पेक्ट्रा के लिए, चयन नियम कंपन के दौरान अणुओं के ध्रुवीकरण में परिवर्तन से निर्धारित होते हैं। कंपन हार्मोनिक स्पेक्ट्रा से निर्धारित। स्थिरांक के और वी ई, स्थिरांक के स्थिरांक, साथ ही पृथक्करण ऊर्जा डी 0 - अणु की महत्वपूर्ण विशेषताएं, विशेष रूप से, थर्मोकेमिकल के लिए आवश्यक। गणना। अध्ययन कंपन-घुमावदार है। गैसों और वाष्पों का स्पेक्ट्रा आपको घुमाव निर्धारित करने की अनुमति देता है। स्थिरांक v (घूर्णी स्पेक्ट्रा देखें), जड़ता के क्षण और द्विपरमाणुक अणुओं की आंतरिक दूरी। पॉलीएटोमिक अणुओं को बाध्य बिंदु द्रव्यमान की प्रणाली के रूप में माना जाता है। दोलन। एक पूरे के रूप में अणु के रोटेशन की अनुपस्थिति में द्रव्यमान के एक निश्चित केंद्र के साथ संतुलन की स्थिति के सापेक्ष नाभिक की गति को आमतौर पर तथाकथित का उपयोग करके वर्णित किया जाता है। NS। प्रकृति निर्देशांक q i, बंध की लंबाई, बंधन और रिक्त स्थान के डायहेड्रल कोण, एक अणु के मॉडल में परिवर्तन के रूप में चुना जाता है। N परमाणुओं वाले एक अणु में n = 3N - 6 (एक रैखिक अणु 3N-5 के लिए) कंपन होता है। स्वतंत्रता की कोटियां। प्रकृति के अंतरिक्ष में। निर्देशांक q i जटिल दोलन करता है। नाभिक की गति को n अलग-अलग दोलनों द्वारा दर्शाया जा सकता है, प्रत्येक एक निश्चित आवृत्ति के साथ v k (k 1 से n तक मान लेता है), जिसके साथ सभी प्रकृति बदल जाती है। दिए गए दोलन के लिए निर्धारित आयाम q 0 i और चरणों पर q i का समन्वय करता है। ऐसे उतार-चढ़ाव कहलाते हैं। सामान्य। उदाहरण के लिए, एक त्रिकोणीय रैखिक अणु AX 2 में तीन सामान्य कंपन होते हैं:


दोलन v 1 कहलाता है। सममित खिंचाव कंपन (बॉन्ड स्ट्रेचिंग), v 2 - विकृत कंपन (बॉन्ड कोण में परिवर्तन), v 3 एंटीसिमेट्रिक स्ट्रेचिंग कंपन। अधिक जटिल अणुओं में, अन्य सामान्य कंपन होते हैं (द्विध्रुवीय कोणों में परिवर्तन, मरोड़ वाले कंपन, चक्रों का स्पंदन, आदि)। परिमाणीकरण हिल रहा है। बहुआयामी हार्मोनिक सन्निकटन में एक बहुपरमाणुक अणु की ऊर्जा। एक थरथरानवाला एक ट्रेस की ओर जाता है, दोलन करने के लिए एक प्रणाली। उर्जा स्तर:
जहां वी ईके हार्मोनिक है। बोलबाला स्थिरांक, वी के - दोलन। क्वांटम संख्याएँ, d k - k-वें दोलन के साथ ऊर्जा स्तर के अपक्षय की डिग्री। सांख्यिक अंक। मुख्य कंपन स्पेक्ट्रम में आवृत्ति शून्य स्तर से संक्रमण के कारण होती है [सभी v k = 0, कंपन। द्वारा विशेषता स्तरों के लिए ऊर्जा

क्वांटम संख्या v k के ऐसे समुच्चय, जिनमें उनमें से केवल एक 1 के बराबर है, और अन्य सभी 0 के बराबर हैं। जैसा कि द्विपरमाणुक अणुओं के मामले में, एनहार्मोनिक में होता है। सन्निकटन, ओवरटोन और "हॉट" संक्रमण भी संभव हैं और, इसके अलावा, तथाकथित। संयुक्त, या यौगिक, संक्रमण जिसमें स्तर शामिल हैं, जिसके लिए दो या अधिक क्वांटम संख्या v k गैर-शून्य हैं (चित्र 2)।

चावल। 2. एच 2 ओ अणु और कुछ संक्रमणों के कंपन शब्द ई / एचसी (सेमी "; सी प्रकाश की गति है) की प्रणाली; वी 1, वी 2. वी 3 - कंपन क्वांटम संख्या।

व्याख्या और आवेदन। बहुपरमाणुक अणुओं के कंपन स्पेक्ट्रा अत्यधिक विशिष्ट होते हैं और एक जटिल चित्र प्रस्तुत करते हैं, हालांकि प्रयोगात्मक रूप से देखे गए बैंडों की कुल संख्या हो सकती है। उनकी संभावित संख्या से काफी कम है, जो सैद्धांतिक रूप से स्तरों के अनुमानित सेट से मेल खाती है। आमतौर पर डॉस। कंपन स्पेक्ट्रा में आवृत्तियाँ अधिक तीव्र बैंड के अनुरूप होती हैं। चयन नियम और आईआर और रमन स्पेक्ट्रा में संक्रमण की संभावना अलग हैं, क्योंकि संबंधित ए.सी. बिजली में बदलाव के साथ प्रत्येक सामान्य कंपन पर अणु का द्विध्रुवीय क्षण और ध्रुवीकरण। इसलिए, आईआर और रमन स्पेक्ट्रा में बैंड की उपस्थिति और तीव्रता कंपन के समरूपता के प्रकार पर अलग-अलग निर्भर करती है (नाभिक के कंपन के परिणामस्वरूप उत्पन्न होने वाले अणु के विन्यास का अनुपात समरूपता संचालन के लिए जो इसके संतुलन विन्यास की विशेषता है। ) वाइब्रेशनल स्पेक्ट्रा के कुछ बैंड केवल IR या केवल रमन स्पेक्ट्रम में देखे जा सकते हैं, अन्य दोनों स्पेक्ट्रा में अलग-अलग तीव्रता वाले हैं, और कुछ प्रयोगात्मक रूप से बिल्कुल भी नहीं देखे गए हैं। तो, उन अणुओं के लिए जिनमें समरूपता नहीं है या कम समरूपता है, बिना व्युत्क्रम केंद्र के, सभी बुनियादी। दोनों स्पेक्ट्रा में अलग-अलग तीव्रता के साथ आवृत्तियों को देखा जाता है, एक उलटा केंद्र वाले अणुओं के लिए, आईआर और रमन स्पेक्ट्रा (वैकल्पिक बहिष्करण का नियम) में कोई भी प्रेक्षित आवृत्तियों को दोहराया नहीं जाता है; दोनों स्पेक्ट्रा में कुछ आवृत्तियां अनुपस्थित हो सकती हैं। इसलिए, कंपन स्पेक्ट्रा के अनुप्रयोगों में सबसे महत्वपूर्ण अन्य प्रयोगों के उपयोग के साथ-साथ आईआर और रमन स्पेक्ट्रा की तुलना से अणु की समरूपता का निर्धारण है। आंकड़े। विभिन्न समरूपता वाले अणु के मॉडल को देखते हुए, सैद्धांतिक रूप से प्रत्येक मॉडल के लिए पहले से गणना की जा सकती है कि आईआर और रमन स्पेक्ट्रा में कितनी आवृत्तियों को देखा जाना चाहिए, और प्रयोग के साथ तुलना के आधार पर। मॉडल का उपयुक्त चुनाव करने के लिए डेटा। हालांकि हर सामान्य डगमगाना, परिभाषा के अनुसार, डगमगाता है। पूरे अणु की गति, उनमें से कुछ, विशेष रूप से बड़े अणुओं में, सबसे अधिक केवल K.-L को प्रभावित कर सकते हैं। एक अणु का टुकड़ा। इस टुकड़े में शामिल नहीं किए गए नाभिक के विस्थापन के आयाम ऐसे सामान्य कंपन के साथ बहुत छोटे होते हैं। यह व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले संरचनात्मक विश्लेषण का आधार है। तथाकथित की अनुसंधान अवधारणा। समूह, या विशेषता, आवृत्तियाँ: कुछ फ़ंक्स। अणुओं में दोहराए जाने वाले समूह या टुकड़े विघटित हो जाते हैं। कॉम।, कंपन स्पेक्ट्रा में लगभग समान आवृत्तियों की विशेषता है, जिसके अनुसार एम। दिए गए पदार्थ के अणु में उनकी उपस्थिति स्थापित की गई है (हालांकि हमेशा समान उच्च स्तर की विश्वसनीयता के साथ नहीं)। उदाहरण के लिए, कार्बोनिल समूह को खिंचाव कंपन से संबंधित ~ 1700 (बी 50) सेमी -1 के क्षेत्र में आईआर अवशोषण स्पेक्ट्रम में एक बहुत ही तीव्र बैंड की विशेषता है। स्पेक्ट्रम के इस क्षेत्र में अवशोषण बैंड की अनुपस्थिति यह साबित करती है कि जांच किए गए पदार्थ के अणु में कोई समूह नहीं है। उसी समय, K.-L की उपस्थिति। इस क्षेत्र में बैंड अभी तक अणु में कार्बोनिल समूह की उपस्थिति के स्पष्ट प्रमाण नहीं हैं, क्योंकि इस क्षेत्र में अणु के अन्य कंपनों की आवृत्तियां गलती से प्रकट हो सकती हैं। इसलिए, संरचनात्मक विश्लेषण और अनुरूपता के निर्धारण में उतार-चढ़ाव। आवृत्ति समारोह समूहों को कई पर भरोसा करना चाहिए। विशेषता आवृत्तियों, और अणु की प्रस्तावित संरचना को अन्य तरीकों से डेटा द्वारा पुष्टि की जानी चाहिए (संरचनात्मक रसायन शास्त्र देखें)। संदर्भ पुस्तकें हैं जिनमें असंख्य हैं। संरचनात्मक और वर्णक्रमीय सहसंबंध; सूचना पुनर्प्राप्ति प्रणाली और संरचनात्मक विश्लेषण के लिए डेटाबैंक और संबंधित कार्यक्रम भी हैं। कंप्यूटर का उपयोग कर अनुसंधान। समस्थानिक कंपन स्पेक्ट्रम की सही व्याख्या करने में मदद करता है। परमाणुओं का प्रतिस्थापन, जिससे कंपन में परिवर्तन होता है। आवृत्तियों। तो, प्रतिस्थापन

कंपन स्पेक्ट्रा, कहते हैं। अणुओं के कंपन ऊर्जा स्तरों के बीच क्वांटम संक्रमण के कारण स्पेक्ट्रा। प्रयोगात्मक रूप से आईआर अवशोषण स्पेक्ट्रा और संयोजनों के स्पेक्ट्रा के रूप में देखा गया। बिखरना (सीआर); तरंग संख्या की सीमा ~ 10-4000 सेमी -1 (कंपन संक्रमण आवृत्तियों 3. 10 11 -10 14 हर्ट्ज)। दोलन। ऊर्जा का स्तर परमाणु नाभिक की कंपन गति को निर्धारित करके निर्धारित किया जाता है। डायटोमिक अणु। सरलतम मामले में, एक द्विपरमाणुक अणु को दो परस्पर क्रिया बिंदु द्रव्यमान m 1 और m 2 के एक मॉडल द्वारा उनके बीच एक संतुलन दूरी re (बंध लंबाई) के साथ दर्शाया जाता है, और नाभिक की कंपन गति को हार्मोनिक माना जाता है और इकाइयों द्वारा वर्णित किया जाता है, निर्देशांक q = rr e, जहाँ r वर्तमान आंतरिक दूरी है ... q पर कंपन गति V की स्थितिज ऊर्जा की निर्भरता हार्मोनिक सन्निकटन में निर्धारित होती है। थरथरानवाला [घटित द्रव्यमान m = m 1 m 2 / (m 1 + m 2) के साथ दोलन सामग्री बिंदु] V = l / 2 (K eq 2) के एक समारोह के रूप में, जहां K e = (d 2 V / dq 2) क्यू = 0 - सामंजस्यपूर्ण। बल स्थिरांक

चावल। 1. स्थितिज ऊर्जा V की निर्भरता हार्मोनिक है। एक थरथरानवाला (धराशायी वक्र) और एक वास्तविक द्विपरमाणुक अणु (ठोस वक्र) आंतरिक दूरी r (r के संतुलन मूल्य के साथ r) से; क्षैतिज सीधी रेखाएं कंपन स्तर (0, 1, 2, ... कंपन क्वांटम संख्या के मान), लंबवत तीर - कुछ कंपन संक्रमण दिखाती हैं; डी 0 - अणु की पृथक्करण ऊर्जा; छायांकित क्षेत्र निरंतर स्पेक्ट्रम से मेल खाता है। अणु (चित्र 1 में धराशायी रेखा)।

क्लासिक के अनुसार। यांत्रिकी, आवृत्ति हार्मोनिक है। संकोच ऐसी प्रणाली का क्वांटम यांत्रिक विचार समदूरस्थ ऊर्जा स्तरों E (v) = hv e (v + 1/2) का एक असतत अनुक्रम देता है, जहां v = 0, 1, 2, 3, ... कंपन क्वांटम संख्या है। , वी हार्मोनिक है। अणु का कंपन स्थिरांक (h प्लैंक नियतांक है)। पड़ोसी स्तरों के बीच से गुजरते समय, चयन नियम डी वी = 1 के अनुसार, ऊर्जा के साथ एक फोटॉन एचवी = डीई = ई (वी + 1) -ई (वी) = एचवी ई (वी + 1 + 1/2) -एचवी ई (v + 1/2) = hv e, यानी, किन्हीं दो आसन्न स्तरों के बीच संक्रमण की आवृत्ति हमेशा समान होती है, और शास्त्रीय के साथ मेल खाती है। आवृत्ति हार्मोनिक। संकोच। इसलिए, वी ई को हार्मोनिक भी कहा जाता है। आवृत्ति। वास्तविक अणुओं के लिए, स्थितिज ऊर्जा वक्र q का संकेतित द्विघात फलन नहीं है, अर्थात एक परवलय। दोलन। जैसे-जैसे हम अणु की वियोजन सीमा और एनार्मोनिक मॉडल के लिए पहुँचते हैं, स्तर अधिक से अधिक निकट आते जाते हैं। ऑसिलेटर्स को समीकरण द्वारा वर्णित किया जाता है: E (v) =, जहाँ X 1 एनार्मोनिकिटी का पहला स्थिरांक है। आसन्न स्तरों के बीच संक्रमण आवृत्ति स्थिर नहीं रहती है, और, इसके अलावा, संक्रमण संभव है जो चयन नियमों डी वी = 2, 3, .... को पूरा करते हैं, वी = 0 स्तर से वी> 1 स्तर तक संक्रमण ओवरटोन फ़्रीक्वेंसी देते हैं, और v> 0 स्तरों से संक्रमण तथाकथित हॉट फ़्रीक्वेंसी देते हैं। डायटोमिक अणुओं के आईआर अवशोषण स्पेक्ट्रम में, कंपन आवृत्तियों को केवल हेटेरोन्यूक्लियर अणुओं (एचसीएल, एनओ, सीओ, आदि) में देखा जाता है, और चयन नियम उनके विद्युत में परिवर्तन से निर्धारित होते हैं। दोलनों के दौरान द्विध्रुवीय क्षण। रमन स्पेक्ट्रा में, होमोन्यूक्लियर और हेटेरोन्यूक्लियर (एन 2, ओ 2, सीएन, आदि) दोनों डायटोमिक अणुओं के लिए कंपन आवृत्तियों को देखा जाता है, क्योंकि ऐसे स्पेक्ट्रा के लिए चयन नियम कंपन के दौरान अणुओं के ध्रुवीकरण में परिवर्तन से निर्धारित होते हैं। वाइब्रेशनल स्पेक्ट्रा से निर्धारित c. सामंजस्यपूर्ण। स्थिरांक के और वी ई, एनहार्मोनिकिटी स्थिरांक, और पृथक्करण ऊर्जा डी 0 अणु की महत्वपूर्ण विशेषताएं हैं, जो विशेष रूप से थर्मोकेमिकल गणना के लिए आवश्यक हैं। गैसों और वाष्पों के कंपन-घूर्णी स्पेक्ट्रा का अध्ययन घूर्णी स्थिरांक बी वी (घूर्णन स्पेक्ट्रा देखें), जड़ता के क्षण और डायटोमिक अणुओं की आंतरिक दूरी को निर्धारित करना संभव बनाता है। पॉलीएटोमिक अणुओं को बाध्य बिंदु द्रव्यमान की प्रणाली के रूप में माना जाता है। दोलन। एक पूरे के रूप में अणु के रोटेशन की अनुपस्थिति में द्रव्यमान के एक निश्चित केंद्र के साथ संतुलन की स्थिति के सापेक्ष नाभिक की गति को आमतौर पर तथाकथित इंट का उपयोग करके वर्णित किया जाता है। प्रकृति निर्देशांक q i, बंध की लंबाई, बंधन और रिक्त स्थान के डायहेड्रल कोण, एक अणु के मॉडल में परिवर्तन के रूप में चुना जाता है। N परमाणुओं से युक्त एक अणु में n = 3N - 6 (एक रैखिक अणु 3N - 5 के लिए) स्वतंत्रता की कंपन डिग्री होती है। प्रकृति के अंतरिक्ष में। निर्देशांक q i नाभिक की जटिल दोलन गति को n अलग-अलग दोलनों द्वारा दर्शाया जा सकता है, प्रत्येक एक निश्चित आवृत्ति के साथ v k (k 1 से n तक मान लेता है), जिसके साथ सभी प्रकृति बदल जाती है। दिए गए दोलन के लिए निर्धारित आयाम q 0 i और चरणों पर q i का समन्वय करता है। ऐसे उतार-चढ़ाव को सामान्य कहा जाता है। उदाहरण के लिए, एक त्रिकोणीय रैखिक अणु AX 2 में तीन सामान्य कंपन होते हैं:


दोलन v 1 को सममित खिंचाव कंपन (बॉन्ड स्ट्रेचिंग), v 2 - विकृत कंपन (बंध कोण में परिवर्तन), v 3 एंटीसिमेट्रिक स्ट्रेचिंग कंपन कहा जाता है। अधिक जटिल अणुओं में, अन्य सामान्य कंपन होते हैं (द्विध्रुवीय कोणों में परिवर्तन, मरोड़ वाले कंपन, चक्रों का स्पंदन, आदि)। बहुआयामी हार्मोनिक सन्निकटन में एक बहुपरमाणुक अणु की कंपन ऊर्जा का परिमाणीकरण। थरथरानवाला एक ट्रेस की ओर जाता है, कंपन ऊर्जा स्तरों की एक प्रणाली:

जहां वी ईके हार्मोनिक है। कंपन स्थिरांक, वी के - कंपन क्वांटम संख्या, डी के - के-वें कंपन क्वांटम संख्या के संबंध में ऊर्जा स्तर की गिरावट की डिग्री। मुख्य थरथानेवाला स्पेक्ट्रा एस के लिए आवृत्तियों। शून्य स्तर से संक्रमण के कारण [सभी v k = 0, कंपन ऊर्जा द्वारा विशेषता स्तरों तक

क्वांटम संख्या v k के ऐसे समुच्चय, जिनमें उनमें से केवल एक 1 के बराबर है, और अन्य सभी 0 के बराबर हैं। जैसा कि द्विपरमाणुक अणुओं के मामले में, एनहार्मोनिक में होता है। सन्निकटन में, ओवरटोन और "हॉट" संक्रमण भी संभव हैं और, इसके अलावा, तथाकथित संयुक्त, या यौगिक, संक्रमण जिसमें स्तर शामिल हैं जिसके लिए दो या अधिक क्वांटम संख्या v k गैर-शून्य हैं (चित्र 2)।

चावल। 2. H2O अणु और कुछ संक्रमणों के कंपन शब्द E / hc (cm "; c प्रकाश की गति है) की प्रणाली; वी 1, वी 2. v ३ - कंपन क्वांटम संख्याएँ।

व्याख्या और आवेदन। कंपन स्पेक्ट्रा पी। बहुपरमाणुक अणु अत्यधिक विशिष्ट होते हैं और एक जटिल तस्वीर प्रस्तुत करते हैं, हालांकि प्रयोगात्मक रूप से देखे गए बैंडों की कुल संख्या उनकी संभावित संख्या से काफी कम हो सकती है, सैद्धांतिक रूप से स्तरों के अनुमानित सेट के अनुरूप है। आमतौर पर, मुख्य आवृत्तियाँ वाइब्रेटरी स्पेक्ट्रा में अधिक तीव्र बैंड के अनुरूप होती हैं। चयन नियम और आईआर और रमन स्पेक्ट्रा में संक्रमण की संभावना अलग-अलग हैं, क्योंकि वे क्रमशः विद्युत में परिवर्तन के साथ जुड़े हुए हैं। प्रत्येक सामान्य कंपन पर अणु का द्विध्रुवीय क्षण और ध्रुवीकरण। इसलिए, आईआर और रमन स्पेक्ट्रा में बैंड की उपस्थिति और तीव्रता कंपन की समरूपता के प्रकार पर अलग-अलग निर्भर करती है (नाभिक के कंपन के परिणामस्वरूप उत्पन्न होने वाले अणु के विन्यास का अनुपात सममिति के संचालन के लिए जो इसके संतुलन विन्यास की विशेषता है। ) कुछ बैंड वाइब्रेशनल स्पेक्ट्रा c. केवल आईआर में या केवल रमन स्पेक्ट्रम में देखा जा सकता है, अन्य दोनों स्पेक्ट्रा में अलग-अलग तीव्रता वाले हैं, और कुछ प्रयोगात्मक रूप से बिल्कुल भी नहीं देखे जाते हैं। इसलिए, अणुओं के लिए जिनमें समरूपता नहीं है या एक उलटा केंद्र के बिना कम समरूपता है, सभी मौलिक आवृत्तियों को दोनों स्पेक्ट्रा में अलग-अलग तीव्रता के साथ मनाया जाता है; एक उलटा केंद्र वाले अणुओं के लिए, आईआर और रमन स्पेक्ट्रा में कोई भी देखी गई आवृत्तियों को दोहराया नहीं जाता है (वैकल्पिक बहिष्करण का नियम); दोनों स्पेक्ट्रा में कुछ आवृत्तियाँ गायब हो सकती हैं। इसलिए, अनुप्रयोगों में सबसे महत्वपूर्ण कंपन स्पेक्ट्रा c. - अन्य प्रयोगों के उपयोग के साथ आईआर और रमन स्पेक्ट्रा की तुलना करके अणु की समरूपता का निर्धारण। आंकड़े। विभिन्न समरूपता वाले अणु के मॉडल को देखते हुए, सैद्धांतिक रूप से प्रत्येक मॉडल के लिए पहले से गणना की जा सकती है कि आईआर और रमन स्पेक्ट्रा में कितनी आवृत्तियों को देखा जाना चाहिए, और प्रयोग के साथ तुलना के आधार पर। मॉडल का उपयुक्त चुनाव करने के लिए डेटा। यद्यपि प्रत्येक सामान्य कंपन, परिभाषा के अनुसार, पूरे अणु की कंपन गति है, उनमें से कुछ, विशेष रूप से बड़े अणुओं में, सबसे अधिक केवल c.-l को प्रभावित कर सकते हैं। एक अणु का टुकड़ा। इस टुकड़े में शामिल नहीं किए गए नाभिक के विस्थापन के आयाम ऐसे सामान्य कंपन के साथ बहुत छोटे होते हैं। यह व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले संरचनात्मक विश्लेषण का आधार है। अध्ययन, तथाकथित समूह की अवधारणा, या विशेषता, आवृत्तियों: विभिन्न यौगिकों के अणुओं में दोहराए जाने वाले कुछ कार्यात्मक समूह या टुकड़े कंपन स्पेक्ट्रा एस में लगभग समान आवृत्तियों की विशेषता होती है, जिसके द्वारा अणु में उनकी उपस्थिति होती है। दिए गए पदार्थ को स्थापित किया जा सकता है (हालांकि, हमेशा समान उच्च स्तर की विश्वसनीयता के साथ नहीं)। उदाहरण के लिए, कार्बोनिल समूह को खिंचाव कंपन से संबंधित ~ 1700 (बी 50) सेमी -1 के क्षेत्र में आईआर अवशोषण स्पेक्ट्रम में एक बहुत ही तीव्र बैंड की विशेषता है। स्पेक्ट्रम के इस क्षेत्र में अवशोषण बैंड की अनुपस्थिति यह साबित करती है कि जांच किए गए पदार्थ के अणु में कोई समूह नहीं है। उसी समय, K.-L की उपस्थिति। संकेतित क्षेत्र में बैंड अभी तक अणु में कार्बोनिल समूह की उपस्थिति का स्पष्ट प्रमाण नहीं है, क्योंकि अणु के अन्य कंपनों की आवृत्तियाँ इस क्षेत्र में गलती से प्रकट हो सकती हैं। इसलिए, संरचनात्मक विश्लेषण और func की कंपन आवृत्तियों द्वारा अनुरूपता का निर्धारण। समूहों को कई विशेषताओं पर भरोसा करना चाहिए। आवृत्तियों, और अणु की प्रस्तावित संरचना को अन्य तरीकों से डेटा द्वारा पुष्टि की जानी चाहिए (संरचनात्मक रसायन शास्त्र देखें)। कई संरचनात्मक-वर्णक्रमीय सहसंबंधों वाली संदर्भ पुस्तकें हैं; सूचना पुनर्प्राप्ति प्रणाली और संरचनात्मक विश्लेषण के लिए डेटाबैंक और संबंधित कार्यक्रम भी हैं। कंप्यूटर का उपयोग कर अनुसंधान। सही व्याख्या कंपन स्पेक्ट्रा पी। समस्थानिक मदद करता है। परमाणुओं का प्रतिस्थापन, जिससे कंपन आवृत्तियों में परिवर्तन होता है। तो, हाइड्रोजन को ड्यूटेरियम से बदलने से एक्स-एच स्ट्रेचिंग कंपन की आवृत्ति में लगभग 1.4 गुना की कमी आती है। जब समस्थानिक। प्रतिस्थापन, K e अणुओं के बल स्थिरांक बने रहते हैं। कई आइसोटोप हैं। नियम जो प्रेक्षित कंपन आवृत्तियों को कंपन, कार्यात्मक समूहों आदि की एक या दूसरे प्रकार की समरूपता के लिए जिम्मेदार ठहराते हैं। मॉडल गणना कंपन स्पेक्ट्रा पी। (आवृत्ति और बैंड की तीव्रता) दिए गए बल स्थिरांक पर, जिनका उपयोग अणुओं की संरचना को निर्धारित करने के लिए किया जाता है, कंपन स्पेक्ट्रोस्कोपी की प्रत्यक्ष समस्या का गठन करते हैं। आवश्यक बल स्थिरांक और तथाकथित इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल पैरामीटर (बॉन्ड के द्विध्रुवीय क्षण, ध्रुवीकरण क्षमता के घटक, आदि) को समान संरचना वाले अणुओं के अध्ययन से स्थानांतरित किया जाता है या एक व्युत्क्रम समस्या को हल करके प्राप्त किया जाता है, जिसमें सेट का निर्धारण होता है। प्रेक्षित कंपन आवृत्तियों, तीव्रताओं और अन्य प्रयोगों से पॉलीएटोमिक अणुओं के बल स्थिरांक और इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल पैरामीटर। आंकड़े। मौलिक आवृत्तियों के सेट का निर्धारण कंपन स्पेक्ट्रा पी। पदार्थों के थर्मोडायनामिक फ़ंक्शन में कंपन योगदान की गणना करने के लिए आवश्यक है। इन आंकड़ों का उपयोग रासायनिक संतुलन की गणना और मॉडलिंग प्रौद्योगिकी के लिए किया जाता है। प्रक्रियाएं। वाइब्रेशनल स्पेक्ट्रा पी। आपको न केवल इंट्रामोल का अध्ययन करने की अनुमति देता है। गतिशीलता, लेकिन अंतःक्रियात्मक बातचीत भी। उनसे संभावित ऊर्जा की सतहों पर डेटा प्राप्त होता है, int। अणुओं का घूमना, बड़े आयामों वाले परमाणुओं की गति। वाइब्रेशनल स्पेक्ट्रा द्वारा p. अणुओं के जुड़ाव और विभिन्न प्रकृति के परिसरों की संरचना की जांच करें। कंपन स्पेक्ट्रा पी। पदार्थ के एकत्रीकरण की स्थिति पर निर्भर करता है, जिससे विभिन्न संघनन की संरचना के बारे में जानकारी प्राप्त करना संभव हो जाता है। चरण घाट के लिए कंपन संक्रमणों की आवृत्तियों को स्पष्ट रूप से दर्ज किया गया है। बहुत कम जीवनकाल (10 -11 s तक) के साथ, उदाहरण के लिए, कई kJ / mol की संभावित बाधा ऊंचाई वाले कन्फर्मर्स के लिए। इसलिए, कंपन स्पेक्ट्रा के साथ। गठनात्मक समरूपता का अध्ययन करने और तेजी से संतुलन स्थापित करने के लिए उपयोग किया जाता है। वाइब्रेशनल स्पेक्ट्रा पी के उपयोग पर। मात्रात्मक विश्लेषण और अन्य उद्देश्यों के लिए, साथ ही कंपन स्पेक्ट्रोस्कोपी की आधुनिक तकनीकों के लिए, कला देखें। इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी, रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी।