Порядок выполнения работы

Работа 1.2

Цель работы: Из спектров поглощения газообразных веществ определить частоты внутримолекулярных колебаний и межъядерное расстояние.

Задание 1. Определить частоту внутримолекулярных колебаний и межъядерное расстояние r_NH в молекуле аммиака.

1. Заполняют под тягой аммиаком газовую кювету с толщиной поглощающего слоя – 10 см. Аммиак получают из аммиачной воды. Выделяющийся при нагревании аммиачной воды газ пропускают через осушительную колонку.

2. Записывают на спектрофотометре ИКС-21 в области 650-4000 см^-1 спектр поглощения газообразного аммиака. Особое внимание при этом обращают на область 1200-800 см^-1, где проявляется полоса, состоящая из двух четких максимумов Q-ветви и тонкой вращательной структуры Р- и R-ветвей.

3. Считая, что волновое число основной полосы примерно равно волновому числу соответствующего внутримолекулярного колебания, определяют частоты внутримолекулярных колебаний NH₃. В случае инверсионного удвоения полосы её волновое число определяют как среднее арифметическое между волновыми числами двух максимумов, отвечающих Q-ветви.

4. Сопоставляют полученные данные с табличными значениями из справочника [2] и относят полосы поглощения к определенным типам колебаний в молекуле.

5. Устанавливают в спектре полосу, отвечающую деформационным симметричным колебаниям в молекуле NH₃. Внимательно рассмотрев её тонкую структуру, обозначают Р-, R- и Q-ветви. Обращают внимание на инверсионное удвоение полосы. Определяют среднее значение разности волновых чисел соседних линий тонкой вращательной структуры. Для этого берут 3 - 4 ближайших к Q-ветви линий в Р- и R-ветвях полосы.

6. Рассчитывают величину вращательной постоянной как и момента инерции молекулы NH₃.

7. Рассчитывают межъядерное расстояние r_NH, учитывая, что молекула NH₃ относится к типу симметричного волчка, для которого . Для расчета r_NH используют формулу для момента инерции , приведенную в [2] (стр. 179, табл. 108). Угол α между связью N-Н и осью симметрии (высотой пирамиды) составляет 73⁰10'.

8. Сопоставляют рассчитанное значение межъядерного расстояния r_NH c табличным значением.

Задание 2. Из ИК спектра поглощения газообразного метана определить частоту валентного антисимметричного колебания и равновесного межъядерного расстояния r_СН в молекуле СН₄.

Дата добавления: 2017-02-01