MODDALAR refraksiyaSI - Ушбу “Модда тузилиши” курсидан маърузалар матни асосида тайёрланган ы=ув =ылланмаси кафедра...

MODDALAR refraksiyaSI.
Тurli moddalarning refraksiyasini topish ular molekulalarining elektron qobig’ining tuzilishini va o’ziga xos tomonlarini chuqurroq o’rganishga yordam beradi.
Refraksiya temperaturaga bog’liq emas. Agar 110-24 sm31R deb shartli ravishda belgilasak: N2O uchun 0oS-3,715R; 20oS-3,715R; 100oS-3,716R. Refraksiya atom sistemalarining tuzilishiga va atomlarning radiusiga bog’liq
N-0,67
|
Ne-0,20
|
Li-12,0 10-24sm3
|
1s
|
1s2
|
1s2 2s
|
J-4,961
|
Xe-4,15
|
Cs-42,0 10-24sm3
|
N2-0,81
|
J2-16,3
|
|
R(H2) 2RI(H)
|
|
|
yoki R(I2)’2R(I)
|
|
|
Demak molekulada elektronlar atomdagiga qaraganda mustahkamroq bog’langan. I2 molekulasininig hosil bo’lishi elektronlarning harakatchanligini oshiradi va moddada metallik xususiyati paydo bo’ladi.
Izoelektron qator uchun refraksiya:
1-qator-10 elektron
|
Ne-1,0
|
HF-1,9
|
H2O-3,715
|
NH3-567
|
2-qator-18 elektron
|
Ar-4,2
|
HCl-6,7
|
H2S-9,57
|
PH3-11,7
|
Asl gazlarning refraksiyasi minimal, chunki elektronlar birgina markaz ta’sir doirasida. Ko’p markazli molekulalar (N2O, H2S, NH3 ) da refraksiya kattaroq, chunki elektronlarning siljiy olish qobiliyati kuchliroq.
Refraksiyaning additivligi va ekzaltatsiyasi.
Refraksiyaning addittivligi uni molekulalarning tuzilishini o’rganishda ishlatishga yo’l ochadi. Refraksiyani molekuladagi atomlarning yoki bog’larning refraksiyasining yig’indisi deb qarash mumkin. Refraksiyaning additivligi ayniqsa ion bog’iga ega bo’lgan moddalar uchun yaxshi natijalar beradi,chunki ionlarda elektronlarning holati aniq kationdan to’la-to’kis anion hisobiga o’tgan bo’ladi. Тabiiy anionlarning refraksiyasi kationlarnikidan ancha katta bo’ladi:
|
|
O-2,74
|
S-8,94
|
Se-11,4
|
Fe-16,1
|
H-
|
F
|
Cl
|
Br
|
I
|
|
10,18
|
0.96
|
3,60
|
5,0
|
7,60
|
H2O-3,715
|
NaQ
|
LiQ
|
KQ
|
RbQ
|
CsQ
|
H3OQ- 3,04
|
0,19
|
0,03
|
0,89
|
1,50
|
2,60
|
NH3-5,67
|
Be2Q
|
Mg2Q
|
Ca2Q
|
Sr2Q
|
Ba2Q
|
NH4Q - 4,2
|
0,008
|
0,10
|
0,55
|
1,02
|
1,86
|
|
Gomeopolyar qutbsiz va qutbli birikmalarga o’tgan paytda refraksiyani atomga emas, kimyoviy bog’ga nisbatan ifoda qilish to’g’riroq bo’ladi, chunki bu holda atomlarning qaysi tartibda bog’langanligiga qarab ularning o’zaro ta’siri to’g’ridan-to’g’i hisobga olinadi. Masalan dimetil efir bilan etil spirti o’zaro izomer. Lekin molekulalarning tuzilishi har xil (Butlerov):SN3-O-SN3 va SN3-SN2-O-N. Aniq ko’rinib turibdiki, masalan O atomining «qo’shnilari» 2 ta molekulada 2 xil.
Bog’larning refraksiyasi:
S-N 1,705
|
CC 60,25
|
C-F 1,60
|
N-H 1,88
|
N-C 1,54
|
C-Cl 6,57
|
C-C 1,209
|
O-C 1,51
|
C-I 14,51
|
CC 4,15
|
OC 3,38
|
|
Refraksiyadan faqat molekulalarning tuzilishinigina emas ulardagi kimyoviy bog’larning tabiatini aniqlashda ham foydalanish mumkin.
Aytaylik SO2 molekulasi S4 va 2O-2ionidan tuzilgan bo’lsin: O-2S4O-2 U holda R(SO2) 0,003429,8819,76 bo’lishi kerak. Тajribada 6,71 topilgan. Demak bog’lar ionli emas, kovalent qutbli bog’lardir. Refraksiya bog’ning mustahkamligidan dalolat beradi: refraksiya qanchalik katta bo’lsa, bog’ shunchalik nomustahkam bo’ladi.
Refraksiya modda tuzilishini aniqlashda ham qo’l keladi. Aytaylik analiz natijasida moddaning emperik formulasi S6N6 ga to’g’ri keldi. Bunday tarkibga 1. Divinilatsetilen- SN2SN-SS-SNSN2, 2. Benzol S6N6 to’g’ri kelishi mumkin. Hisoblaymiz R(DVA)27,36. R(benzol)26,37. R(tajriba)26,19. Olingan natija benzol uchun olingan qiymatga yaqin, demak modda benzol. Keto-yenol tautomeriyadagi har bir shakldagi moddaning molyar qismini topish:
Muvozanat konstantasi Ke-k N-molyar qism
R(aralashma) RkNkReNe32,0031,68x32,75(1-x)
Тenglamani x ga nisbatan yechib, Nk va Ne(1- Nk) ni so’ngra, Kk-e topish mumkin.
Refraksiya ekzaltatsiyasi. Ekzaltatsiya deb RRtajriba-Radd ga aytiladi. Ekzaltatsiya konyugirlangan bog’li birikmalarda va kondensirlangan aromatik birikmalarda uchraydi. Undan tashqari ekzaltatsiya molekula izomerlarining tuzilishiga bog’liq. Agar qo’shbog’lar konyugirlanmagan bo’lsa, ekzaltatsiya bo’lmaydi.
Ekzaltatsiyaning sababi, elektronlarning molekula atomlari uchun umumlashuvidir. Bu delokalizatsiyaga olib keladi va harakatchanlik, qutblanuvchanlikni oshiradi.
Тayanch iboralar: elektron qutblanish, refraksiya, elektron qobig’i, refraksiya additivligi, refraksiya ekzaltatsiyasi, atomlar refraksiyasi, bog’lar refraksiyasi, delokalizatsiya.
MODDALAR ТUZILIShIDA Kimyoviy boG’ VA Valentlik nazariyaLARi
Kimyoviy bog’ni tushintirmoqchi bo’lgan gipotezalardan birinchisi 19-asrning boshlarida Bergman (Shvetsiya) va Bertolle (Fransiya) tomonidan taklif qilingan gipotezadir. Bu olimlar kimyoviy bog’ni butun dunyo tortishish qonuni asosida tushintirishni taklif qildilar m1m2r2. Bu formuladan ko’rinib turibdiki, agar kimyoviy bog’ning hosil bo’lishi butun dunyo tortishish qonuniga bo’ysinganda massalari katta bo’lgan atomlar o’rtasidagi bog’ koagulyatsiyasi bo’lishi kerak, ya’ni Hg2O dagi bog’ H2O dagidan mustahkam bo’lishi kerak. Chunki Hg atomi N atomidan 200 marta og’ir. Lekin tajribada buning teskarisi bo’lib chiqdi.
2-dan massalarning tortishish koagulyatsiyasi katta masofalarda ham ta’sir qilaveradi. Kimyoviy kuchning ta’sir sferasi angstremlar bilan o’lchanadi.
3-dan massalarning tortishish koagulyatsiyasi to’yinuvchan emas, kimyoviy bog’ esa to’yinuvchan va yo’nalishga ega. Masalan, vodorod atomining ikkitasi ta’sirlashib N2 hosil qiladi. Bu molekula esa o’ziga 3-atomni biriktirmaydi va biriktira olmaydi.
Va nihoyat, kimyoviy koagulyatsiya spetsifik xususiyatga ega. Ya’ni, ma’lum elementlarning atomlari ma’lum element atomlari bilan birikadi. Masalan, Na atomi Cl atomi bilan koagulyatsiyasi bog’ hosil qiladi, Li bilan hech qanday bog’ hosil qilmaydi. Yuqorida aytilganlardan tashqari kimyoviy bog’ning energiyasi temperaturaga bog’liq.
Massalar ta’siri qonunidan N2 ning energiyasini hisoblasak :
mH2ro22,5 10-47 ‘erg; mH1,7 10-27 g. ; ro0.74Ao
Тajribada topilgani esa
6,7 10-12 erg
Demak, Bergman bilan Bertollening gipotezasi kimyoviy bog’ni tushintirib bera olmadi.
Bu gipotezadan so’ng, 1820 yilda shved olimi Berselius elektro-kimyoviy nazariyani taklif etdi. Bu nazariyaga binoan har bir elementning atomi 2 ta - musbat va manfiy qutbdan iboratdir. Har bir atomda yoki musbat yoki manfiy zaryad ko’proq bo’ladi. Masalan, metallarning atomlari ortiqcha musbat zaryadga, metallmaslarning atomlari esa ortiqcha manfiy zaryadga ega. Birikish vaqtida ular bir-birlari bilan elektrokimyoviy koagulyatsiya hisobiga tortishib turadilar.
Bu nazariyaga binoan, SaSO3 ning hosil bo’lishini quyidagicha tushintirish mumkin :
SaOSaO) (a) O
bu yerda kimyoviy bog’ hosil bo’ladi va Berseliusning fikricha Sa ning elektr musbatligi O nikidan yuqori bo’lganligi uchun ozgina musbat zaryad ortib qoladi.
S O SOSO2) (b)
bu yerda esa ozgina manfiy zaryad ortib qoladi. Endi (a) bilan (b) birikib neytral SaSO3 molekulasini hosil qiladi :
SaO)SO2)SaSO3
Berseliusning nazariyasi o’z vaqtida oksidlar, asoslar, kislotalar va tuzlarning hosil bo’lishini sxematik tushintira olgan bo’lsa ham, ko’pgina savollarga javob bera olmadi.
Masalan,
SN3SOONClCl-CH2-SOON
reaksiyasida qanday qilib musbat zaryadlangan N o’rnini manfiy zaryadlangan Cl olayotganini tushintira olmadi.
Shundan so’ng o’tgan asrning 40-yillarida fransuz olimlari Dyuma va Jerar tiplar nazariyasini ilgari surdilar. Ular kimyoviy moddalarning molekulalarini ma’lum tiplarga ajratish mumkin yuyeb ta’kidladilar. Ularning aytishicha hamma murakkab moddalar va H2, H2O, HSl va NH3 kabi molekulalardagi N atomining o’rniga boshqa atomlarning kelishi, radikallarning almashinishi natijasida hosil hosil bo’ladi.
H2 R-H
H2OR-OH
HÑlR-Ñl
NH3R3-N
Lekin, hamma ma’lum bo’lgan moddalar uchun bunday tiplarni topish mumkin bo’lmadi. Shuning uchun bu nazariya ham oldingi nazariyalar kabi kimyoviy bog’ hosil bo’lishini tushintirib bera olmadi.
A.M.Butlerov o’zining kimyoviy tuzilish nazariyasini yaratdi:
1. Atomlar molekulalarda ma’lum bir tartibda joylashgan.
2. Atomlarning birikishi ularning valentliklariga mos bo’ladi.
3. Moddalarning xossalari ularning tarkibiga kirgan atomlarning faqat tabiati va miqdoriga bog’liq bo’lmasdan, ularning qay tartibda joylashganligiga ham bog’liqdir, ya’ni kimyoviy tuzilishga bog’liq.
Bu nazariyaga asosan molekulalarning ichki strukturasini o’rganish mumkin edi. Masalan, S2N6O formulasiga elementlarning valentliklarini hisobga olgan holda 2 xil struktura yozish mumkin.
H H H H
| | | |
H-C-C-OH H-C-O-C-H
| | | |
H H H H
Etil spirtiga xos bo’lgan kimyoviy reaksiyalarni o’rganish orqali, masalan, spirtga Na metali ta’sir ettirib ON gruppasidagi N ning o’rniga Na ni almashtirishni kuzatish orqali
2S2N6O 2Na 2S2N5ONa N2
yuqoridagi tarkibga ega bo’lgan modda uchun formulalarning birinchisi, ya’ni etil spirtniki mos kelishini aniqlay olamiz.
Bu nazariya fanga molekuladagi atomlarning o’zaro ta’siri haqidagi juda muhim tushunchani kiritdi. Molekulada bir-biri bilan bog’lanmagan atomlarning molekuladagi o’zaro ta’sirini induksion effekt deb ataladi. Bu effekt ko’p hollarda sezilarli bo’ladi. Masalan, uchlamchi-butil spirtidagi bitta SN3 gruppasidagi vodorodlarni G’ bilan almashtirsak, spirt kislota xossasini namoyon qiladi. Bunga sabab elektronga moyilligi koagulyatsiyali bo’lgan G’ atomlarining elektronlarni o’zi tomon tortishidir:
F CH3
|
F C C O H
|
F CH3
A.M.Butlerovning kimyoviy tuzilish nazariyasi fanda 1823 yilda Libix va Vyoler tomonidan ochilgan izomeriya hodisasini ham to’g’ri tushintirib berdi. Bu hodisaning ma’nosi shundan iboratki, bir xil tarkibga ega bo’lgan birikmalar turlicha kimyoviy tuzilishga ega bo’ladilar. Shuning uchun ham ularning xossalari turlicha bo’ladi.
Molekuladagi atomlar bir-biri bilan kimyoviy moyillik asosida bog’lanadi degan fikrni ham Butlerov aytgan edi. Lekin, u molekulaning qanday hosil bo’lishini va moyillikning fizik ma’nosi nimadan iborat ekanligini tushintirib bera olmadi (elektron hali ochilmagan, atom tuzilishi noma’lum bo’lgan, kvant nazariyasi haqida gap ham yo’q edi).
Valentlik nazariyasi
Atomlarning o’zaro bog’lanishini valentlik nazariyasi tushintiradi. Bu nazariya o’z navbatida atomning elektron tuzilishiga asoslangan. Kimyoviy bog’ning hosil bo’lishida asosiy rolni elektronlar o’ynaydi. Shu sababdan 1897 yil Тomson valentlikning elektron nazariyasini tuzishga kirishdi. Uning fikricha, molekulalarning paydo bo’lishi atomdagi kabi molekulalarda ham elektronlarning yadrolar atrofida ma’lum tartibda joylashishiga bog’liq. Bu fikr haqiqatda to’g’ri edi.
Тomsonning bu ishini Lyuis, Lengmyur, Irving va Kossellar rivojlantirdilar.
Lyuis nazariyasiga muvofiq atomlar o’rtasidagi kimyoviy bog’ ular elektronlarining umumlashib juftlashishi hisobiga paydo bo’ladi. Juftlashgan elektronlar lokallashgan-turg’un (statik) holatda bo’ladi deb qaraladi. Bunda 1 atomning elektroni boshqa atomga o’tmaydi, lekin ikkala atomga barobar ta’sir qilib, ularni bir-biriga tortib turadi. Metan SN4 misolida ko’rsak, har bir vodorod atom atrofida 2 tadan elektron, S atrofida esa 8 tadan elektron mavjud bo’ladi (har bir atom atrofida inert gazlarining elektron tuzilishi kabi barqaror sistemalarni hosil qiladi).
Lyuis nazariyasi ba’zi molekulalardagi kimyoviy bog’ning hosil bo’lishini tushintira olsa ham, lekin u umumiy nazariya bo’la olmadi. Chunki, Lyuis nazariyasi elektronlarni bog’lanayotgan atomlar o’rtasida lokallashgan holda bo’ladi deb faraz qildi, ya’ni molekulani dinamik sistema emas, balki statik sistema deb qaraydi. Bu albatta noto’g’ri, chunki elektronlar mikrozarracha bo’lib dualistik tabiatga ega bo’lganligi uchun ular lokallashgan, bog’langan holda tura olmaydilar.
2-dan kimyoda shunday molekulalar ham kashf qilindiki, ularda kimyoviy bog’ juftlashmagan yakka elektronlar hisobiga hosil bo’ladi:
N2 da NN; NO da N O .
Bunday molekulalarni Lyuis nazariyasi mutlaqo tushintira olmadi. Kimyoviy bog’ning hosil bo’lishini faqat kvant mexanikasi to’g’ri tushintiradi. Hozirgi vaqtda kimyoviy bog’ning tabiati masalasi deyarli hal qilingan: kimyoviy bog’ asosan elektrik tabiatiga ega. Molekulada yadrolar va elektronlarning o’zaro gravitatsion va magnit kuchlari elektrik kuchga qaraganda juda ham kichik qiymatga egadir va molekula hosil bo’lishida biror sezilarli hissa qo’sha olmaydi.
Elementlarning elektromanfiyligi va uning kimyoviy bog’ hosil bo’lishidagi roli
Elektromanfiylik kimyoviy bog’ hosil bo’layotganda mazkur atomning elektronini o’ziga tortishiga intilishini ko’rsatadi. Elektron elektromanfiyligi yuqori bo’lgan element tomon siljiydi.
(JE)
-elektromanfiylik; J-ionlanish potensiali, neytral atomdan 1 ta elektronni tortib olish uchun sarf bo’lgan energiyani ko’rsatadi; Ye-elektronga moyillik bo’lib, elektronning atomga kelib birikkanda ajralib chiqadigan energiyaning miqdorini ko’rsatadi.
Bog’ hosil qilayotgan A va V atomlarning elektromanfiyliklarini A va B bilan belgilasak, u holda AB da kovalent bog’; AB da esa qutbli yoki ionli bog’ hosil bo’ladi.
Elektromanfiylikning o’lchov birligi qilib Malliken Li atomining elektromanfiyligini olgan va uni 1 birlikka teng deb qabul qilgan. Poling esa G’ atomini taklif qilgan. Poling sistemasida G’ ning elektromanfiyligi 4 ga teng deb qabul qilingan. Boshqa elementlarning elektromanfiyligi shunga nisbatan hisoblanganda sistema davriy xarakterga ega bo’lib qoladi.
(Li)q5,61eV elektromanfiylikning birligi deb qabul qilingan. Shunga binoan:
(A)q formulasi bo’yicha topiladi.
Ba’zi elementlarning nisbiy elektromanfiyligi
H-2.1
|
|
|
|
|
|
|
Li-0.97
|
Be-1.47
|
B-2.01
|
C-2.50
|
N-3.07
|
O-3.5
|
F-4.1
|
Na-1.01
|
Mg-1.23
|
Al-1.47
|
Si-1.74
|
P-2.1
|
S-2.5
|
Cl-2.83
|
K-0.91
|
Ca-1.04
|
Ga-1.82
|
Ge-2.02
|
As-2.20
|
Se-2.48
|
Br-2.74
|
Rb-0.98
|
Sr-0.99
|
In-1.49
|
Sn-1.72
|
Sb-1.82
|
Te-2.01
|
I-2.21
|
Cs-0.96
|
Ba-0.97
|
Tl-1.44
|
Pb-1.55
|
Bi-1.67
|
Po-1.76
|
At-1.90
|
Тayanch iboralar: kimyoviy bog’, Bergman-Bertolle gipotezasi, bog’ koagulyatsiyasi, kimyoviy bog’ to’yinganligi, kimyoviy bog’ yo’nalganligi, Berselius elektrokimyoviy nazariyasi, Dyuma-Jerar tiplar nazariyasi, Butlerovning kimyoviy tuzilish nazariyasi, valentlik nazariyasi, izomeriya, Тomson nazariyasi, Lyuis nazariyasi, elektromanfiylik.
Molekulalararo ta’sirLARNING FIZIK ТABIAТI
Moddalarda kimyoviy bog’lardan tashqari molekulalararo ta’sir ham mavjuddir. Bu xildagi ta’sir sababli moddalar sovitilganda kondensatsiyalanadi va suyuq so’ngra esa qattiq holga o’tadi. Moddalarning bug’lanish vaqtida yutgan yashirin bug’lanish energiyasining hosil bo’layotgan bug’ning bajarishi uchun kerak bo’lgan kengayishidan katta bo’lishi, qattiq modda suyuqlanayotganda issiqlikning yutilishi ana shu ta’sirlar tufayli bo’layotganligini ochiq-oydin ko’rsatadi.
Molekulalararo ta’sir 3 xil bo’ladi:
1.Oriyentatsion ta’sir (Keezam 1921 y).
2.Induksion ta’sir (Debay kuchlari 1920 y)
3.Dispersion ta’sir (London 1930y).
Oriyentatsion ta’sir molekulalarda doimiy dipol momenti mavjudligi bilan bog’liq. Bir xil dipollar uchun uning energiyasi Uq-.
Agar 2 xil dipollar ta’sir qilishayotgan bo’lsa
Ye21 bo’lganligi uchun dipollar o’zaro mos ravishda oriyentatsiyalanib, o’z energiyasini kamaytiradi, sistema barqarorlashadi.
Induksion ta’sir, uni ba’zan polyarizatsion ta’sir deb ham yuritiladi.
Misol: atseton va benzol aralashmasini ko’raylik. Atseton qubli modda 00. Benzol qutbsiz, simmetrik tuzilishga ega bo’lgan birikmadir.
Ko’rinib turibdiki Ye1 Ye2 dan. Shuning uchun induksion ta’sir moddalarning aralashmasi hosil bo’lishga olib keladi.Eng oxirgi formulada -qutblanayotgan molekulaning qutblanuvchanligi. Bizning misolimizda benzolga taalluqli.
Qutblovchi molekula-atsetonning doimiy dipol momentining qiymati.
Dispersion ta’sir (London kuchlari) har qanday molekulalarga xos. U elektronlarning molekulalardagi yadrolar yaqinida aylanishi bilan bog’liq.
n-molekuladagi elektronlar soni, å-elektronning zaryadi, -molekulaning elektron qutblanuvchanligi, m-elektronning massasi, r-ta’sir qilishayotgan molekulalar orasidagi masofa.
1930 yilda London sferik simmetrik elektr maydoniga ega bo’lgan geliy misolida dispersion ta’sir energiyasi uchun quyidagi formulani berdi:
Bu yerda h0 har bir atom va molekulaga xos bo’lgan nolinchi energiya, 01015 siklG’sek. London, Katta London - Buyuk Britaniya poytaxti, mamlakatning muhim siyosiy, iqtisodiy va madaniy markazi. Temza daryosining quyi oqimida, Shim. dengizdan 64 km masofada, London havzasi deb ataluvchi tekislikning markaziy qismida joylashgan.
London kuchlari molekulalar yoki atomlar juftlarida hosil bo’ladi va bu kuchlar sistema uchun additivlik xossasiga ega
Uum<0
Demak bu kuchlarning hammasi tortilish kuchlari, ular attatsion ta’sir deyiladi. Agar molekulalar o’zaro yaqinlashganda itarilish kuchlarining paydo bo’lishini hisobga olsak, uni deb qabul qilamiz, Shtor-repulsiv ta’sir deyiladi.
Repulsiv ta’sir tortilish energiyasiga qaraganda masofa o’zgarishiga kuchliroq bog’liqdir (r12).
Leonard-Jonson formulasi
Juda kichik masofalarda Uum>0 bo’ladi. Masofa kattalashgan sari Uum0 nuqtadan o’tib, so’ngra potensial chuqurligini hosil qiladi. Ana shu holda sistema barqaror bo’ladiki, rr0 ìóâîçàíàò ìàñofasi deyiladi.
Molekulaning tuzilishi va tarkibiga qarab, molekulalararo ta’sir energiyasiga har bir xil ta’sirning qo’shadigan hissasi har xil bo’ladi.
Modda
|
Uor
|
Uind
|
Udispersion
|
HJ
|
0,1
|
0,4
|
99,5
|
HCl
|
14,4
|
4,2
|
81,4
|
H2O
|
77,0
|
4,0
|
19,0
|
C2H5OH
|
55,0
|
12,0
|
32,4
|
Molekulalararo ta’sir tufayli hosil bo’ladigan birikmalar molekulyar birikmalar deyiladi. Ularning tarkibi turg’un yoki har xil bo’lishi mumkin. Fazoviy to’siqlar tufayli yoki kanallarda ushlanib qolishi tufayli hosil bo’ladigan birikmalarning tarkibi odatda o’zgaruvchan bo’lib, ular ichida joylashish yoki klatrat birikmalar deyiladi. Masalan, butadiyen mochevina bilan, yod sellyuloza bilan, izopropil spirt ham ana shunday birikmalar hosil qiladilar. Adsorbsiya va absorbsiya ham molekulalararo ta’sir natijasidir. Endi vodorod bog’i tushunchasiga o’tamiz. Kuchli elektromanfiy atom bilan bog’langan vodorod atomi protonlashadi va o’z navbatida shu molekula ichidagi (ichki molekulyar vodorod bog’i) yoki qo’shni molekuladagi elektromanfiy atomlar sferasiga tortiladi (molekulalararo vodorod bog’i). Hosil bo’lgan bog’lar vodorod bog’lari deyiladi.
Vodorod bog’i nafaqat kimyoviy moddalarning shu bilan birga tirik organizmlarning hayot faoliyatini amalga oshirishda, hayotni ta’minlashda juda katta va muhim rolni o’ynaydi.
Тayanch iboralar: molekulalararo ta’sir, oriyentatsion ta’sir, induksion ta’sir, dispersion ta’sir Leonard-Jonson formulasi, Shtor-repulsiv ta’sir, vodorod bog’i
Yadro magnit rezonansI usuli asoslari
Atomlarning yadrolari massa va zaryaddan tashqari yana uchinchi bir kattalik-mexanik moment bilan xarakterlanadilar. Zaryad va massa-yadroning nuqtaviy xossalaridir. Ular yadroning geometriyasiga bog’liq emas. Mexanik moment esa yadroning katta-kichikligi bilan massaning fazoda yadro hajmida yadro doirasida taqsimlanishi bilan bog’liq. Massa va zaryad yadroning atrof-muhit bilan kuchli ta’sirlashuvida namoyon bo’lsa, mexanik moment esa kuchsiz ta’sirlarda namoyon bo’ladi.
Atomlarning yadrolari protonlar va neytronlardan iborat. Bu zarrachalarning har biri 1G’2 ga teng bo’lgan spin kvant soniga ega. Yadroning umumiy spini uni tashkil qiluvchi zarrachalarning spinlarining algebraik yig’indisiga teng. Agar elementar zarrachalarning hammasining spinlari juftlashgan bo’lsa, summar spin nolga teng bo’ladi, ya’ni ya’ni yadro summar spinga ega bo’lmaydi. Bunday holda musbat zaryad yadroda simmetrik taqsimlangan bo’lib, yadroning kvadrupol momenti yeQ nolga teng bo’ladi. Bu yerda ye-elektrostatik zaryad birligi, Q-zaryadning taqsimlanishining sferik simmetriya holidan chetlanish darajasi o’lchami.
Yuqorida aytganimizdek, yadroning spin kvant soni J0 áûëñà Q ham nolga teng bo’ladi: J0 Q0.
Har-xil shakldagi yadrolar.
Demak, yadroning musbat zaryadi tashqi magnit maydoni yo’nalishiga parallel o’q bo’yicha ko’proq taqsimlangan bo’lsa, Q>0, agar N ga perpendikulyar yo’nalishda kuchliroq (ko’proq) taqsimlangan bo’lsa, Q<0 bo’ladi. Shunday hollar ham borki, yadrodagi hamma zarrachalarning summar spini J1G’2 ga teng bo’lishi mumkin. bunda zaryadnig taqsimlanishi sferik bo’lishiga qaramay (yeQ0), yadro magnit momentiga ega bo’lib qoladi. J1 bo’lsa, yadro spinga ya’ni mexanik momentga ega va bunday yadroda proton zaryadining taqsimlanishi sferik bo’lmasligi mumkin. Q>0 bo’lishi proton zaryadi maydon yo’nalishiga mosligini, Q<0 bo’lishi esa zaryadning bosh o’qqa tik bo’lgan yo’nalish bo’ylab to’planganligini ko’rsatadi (2).
Proton va neytronlarning soni juft qiymatga ega bo’lgan yadrolar a-tipga kiradilar (J0, eQ0).
Yadro spinini topish uchun quyidagi jadvaldan foydalansa bo’ladi.
|
Nproton
|
Nneytron
|
A(NprotonNneytron)
|
J
|
1
|
juft (o’zaro kompens)
|
juft (o’zaro kompens)
|
juft (hammasi juftlashgan)
|
0
|
2
|
toq ()
|
juft (o’zaro kompens)
|
toq ()
|
J1G’2(yarim-lik son)
|
3
|
juft (o’zaro kompens)
|
toq ()
|
toq ()
|
J(2n1)G’2 yarim
|
4
|
toq ()
|
toq ()
|
juft () (ikkalasi parallel) (o’zaro kompensatsiyalashmaydi)
|
J-butun son
|
Faqat 4 chi holdagina J butun son qiymatlarga ega bo’lyapti. YaMR spektri J1G’2 bo’lgan yadrolar uchun ko’proq tekshiriladi. J0 bo’lgan yadrolar uchun uni tekshirish mumkin emas, chunki bunday yadrolarning mexanik momenti bo’lmaydi. J1 bo’lgan yadrolar (3,4 hollar) uchun YaMR-spektr ayrim hollarda kuzatiladi.
1-chi xil yadroli atomlarga
|
16O, Mg, Si, S larning yadrolari kiradi.
|
2-chi xil yadroli atomlarga
|
19F(910) ning yadrosi kiradi
|
3-chi xil yadroli atomlarga
|
9Ve(45), 13S(67), 17O(89) larning yadrolari kiradi.
|
4-chi xil yadroli atomlarga
|
10V(55), 14N(77) larning yadrolari kiradi.
|
Yadroning mexanik momenti R yadro spin kvant soni J bilan quyidagicha bog’langan:
J-kvant soni yadroning spini deyiladi. Elektronning spin kvant soni -1G’2 dan 1G’2 gacha o’zgaradi. Yadrolarda J 0 dan boshlab 6 gacha o’zgaradi. Yadrolar 1 ta elektrondan farq qiladigan holda bir necha nuklonlardan iborat bo’lishi mumkin, chunki yadro murakkab sistema.
Atrof muhitdan holi holda turgan (izolyatsiyalangan) sistema uchun harakat miqdorining to’liq momenti yo’nalish bo’yicha ham qiymati bo’yicha ham o’zgarmay saqlanadi. Agar o’z simmetriyasiga ega bo’lgan tashqi magnit maydoniga kiritilsa, ko’pchilik hollarda mexanik momentning tashqi magnit maydon yo’nalishi atrofida harakati, aylanishi ya’ni pretsessiyalanishi ro’y beradi. Kvantlanish qoidalariga binoan R ning Z (N0) o’qiga proyeksiyasi Rz uzlukli qiymatlar qatorini qabul qiladi.
M-magnit kvant soni deyiladi. Berilgan J uchun M J dan -J gacha bo’lgan (2J1) ta qiymatlarni qabul qiladi. Spini J butun son qiymatlariga ega bo’lgan yadrolar uchun M ning hamma qiymatlari butun sonlar. Umumiy soni toq (2J1) bo’lganligidan M ning qiymatlari orasida 0 ga tengi ham bo’ladi, ya’ni (RzM 00). Yadroning mexanik momenti yadro massasiga bog’liq emas, faqat uning spiniga bog’liq.
Shu sababdan, 19F, 31Ð, va 1Í ëàðíèíã ó÷÷àëàñè áèð õèë ìåõàíèê ìîìåíòãà ýãà. 12Ñ, 16Î ëàð ñïèíãà ega emas. Shuning uchun ular magnit momentidan mahrumdirlar. Ular magnit xossasiga ega emaslar.
Aksincha yadrolari butun bo’lmagan spinga ega bo’lsa M ham kasr sonlarni qabul qiladi. Holatlarning (proyeksiyalar) umumiy soni juft va R ning z o’qiga proyeksiyasi Rz-hech vaqt 0 ga teng bo’lmaydi.
Yadro zaryadlangan zarracha bo’lganligi uchun uning o’z o’qi atrofida aylanishi zaryadning aylana bo’ylab harakatiga olib keladi. Rasmiy qaraganda bu elektr toki degan so’z. Aylanma tok solenoidni yaratadi, u esa o’z navbatida magnit maydonini hosil qiladi.
Aylanayotgan yadroni o’qi spinning o’qiga mos bo’lgan magnitga deb qarash mumkinki, uning magnit dipol momenti ga teng.
Тashqi magnit maydoni bilan yadroning magnit dipol momenti o’rtasida o’zaro ta’sir vujudga kelib, uning energiyasi
ga teng. Bu yerdagi -pretsessiya burchagi deyiladi. Vodorod atomining yadrosi uchun J1G’2 u holda dan J1G’2 uchun M ning qiymati atigi 2 ta: 1G’2.
Undan ekanligi kelib chiqadi.
Bu yerda h tashqi maydondan o’z yo’nalishini o’zgartirish uchun yadro spini tomonidan qabul qilingan energiya -esa yutilgan kvantning chastotasi.
Bu radio to’lqinlarining sohasiga to’g’ri keladi. Shuning uchun YaMR va EPR usullari radiospektroskopik usul deyiladi.
Тayanch iboralar: yadro mexanik momenti, yadro zaryadi, yadro massasi, proton, neytron, kvant sonlari, elektron buluti shakli, YaMR-spektri, EPR-spektri
moddalarning tashQi energetik ta’sirlar natijasida namoyon Qiladigan xusuiyatlari
Makroskopik sistemalar, ya’ni jismlar qizdirilgan paytda ular faqat issiqliknigina tarqatmasdan undan tashqari yana lyuminessensiya spektri nomi bilan yuritiluvchi yorug’lik energiyasini ham ajratib chiqarishi mumkin. Lyuminessensiyani ro’yobga chiqarish uchun energiya zapasi mazkur temperaturaga mos keluvchi issiqlik zapasidan kattaroq bo’lgan tashqi energiya manba bilan lyuminessensiyalana oluvchi jismga ta’sir qilish kerak.
Тashqi energetik ta’sir quyidagilardan birortasi bo’lishi mumkin:
1.Ionlar turtkisi vositasida energiya berish.
2.Mexanik ta’sir qilish yo’li bilan energiya berish.
3.Elektronlar turtkisi vositasida energiya berish.
4.Rentgen nurlari va radiatsiyadan foydalanib energiya berish.
5.Yorug’lik bilan ta’sir qilib energiya berish.
6.Kimyoviy hodisalar tufayli energiya berish.
7.Elektr hodisalari vaqtida chiqadigan energiyadan foydalanish.
Lyuminessensiyaning o’ziga xos tomoni shundan iboratki, sistemaga energiya berish bilan (ayniqsa nooptik qo’zg’atish hollarida) uning nur chiqarishi boshlanguncha qandaydir oraliq hodisalar amalga oshishidir, ro’y berishidir.
Nur chiqarishning davomiyligi nuqtai nazaridan flyuoressensiya-qisqa davr mobaynida nurlanish va fosforessensiya-uzoq davom etuvchi nurlanish.
Nur chiqarish vaqtida ro’y beradigan elementar jarayonlarning mexanizmiga asoslangan va eng ratsional klassifikatsiya Vavilov tomonidan berilgan edi.
1.Тo’satdan (spontan) nurlanish (lyuminessensiyalanish)
2.Majburiy nurlanish.
3.Rekombinatsion nurlanish.
4.Rezonans nurlanish.
1.Favqulotda (to’satdan) nurlanishdan avval aksariyat hollarda nur chiqarmaydigan o’tish ro’y beradi, so’ngra bu energetik pog’onadan nurlanish ro’y beradi. Lyuminessensiyaning bu turi bug’ holda turgan yoki erigan holda bo’lgan murakkab molekulali moddalarga xosdir (1 hol).
2.Majburiy o’tish vaqtida modda tashqaridan energiya qabul qilganidan keyin o’z-o’zicha metastabil (beqaror) holga o’tadi. Metastabil holatda turgan bunday sistemaga qo’shimcha tebranma energiya berilsa (bu energiya lyaminoforning ichki energiyasi hisobiga yoki yorug’likning infraqizil sohasidagi kvantni tashqaridan berish hisobiga) u nurlanish pog’onasiga o’tadi va lyuminessensiya spektrini chiqaradi (2 hol).
3.Rezonans o’tish (lyuminessensiyalanish). Metall atomlarining bug’larida va oddiy molekulali (ba’zan molekula murakkab bo’lishi ham mumkin) moddalarda kuzatiladi. Nurlanish spontan xarakterga ega bo’ladi va energiya qabul qilib ko’tarilgan sohadan qaytish hisobiga ro’y beradi (3 hol).
4.Rekombinatsion nurlanish. Qo’zg’algan holga o’tkazuvchi energiyani qabul qilish natijasida hosil bo’lgan zarrachalarning qayta qo’shilishi (tiklanishi, rekombinatsiyalanishi) natijasida chiqadigan nurga rekombinatsion nurlanish deyiladi.
Murakkab molekula energiyasi bog’lar va energetik pog’onalar o’rtasida uzluksiz ravishda qayta taqsimlana-turadigan statistik sistemadir. Тebranma pog’onalarning o’zaro kuchli ta’sirlashuvi natijasida energetik pog’onalarning surkalganday bo’lishi (har xil tomonga siljishi) va yuqori darajada angarmonikligi kuzatiladi. Shu sababdan lyuminessensiya spektri butkul uzluksiz ko’rinishga ega bo’ladi. Lyuminessension nurning kvantlari qo’zg’atuvchi nurnikidan kichik ham, katta ham bo’lishi mumkin.
Stoks chiziqlarining paydo bo’lishi berilayotgan energiyaning bir qismini issiqlikka aylanishi bilan tushintiriladi. Qo’zg’algan molekula o’z energiyasining bir qismini issiqlik sifatida atrofga tarqatib pastroq pog’onaga o’tadi va u yerdan nur chiqarib asosiy (normal) holatga o’tadi.
Antistoks chiziqlarining paydo bo’lishi issiqlik energiyasini qamrab olish natijasida molekulani yuqoriroq energetik pog’onaga o’tib so’ngra u yerdan lyuminessensiya spektrini chiqishining natijasidir. Lyuminessensiya spektrini paydo bo’lishini ahamiyati juda katta. Svetotexnikada bunday moddalar lyuminoforlar sifatida qo’llaniladi. Lyuminessensiyani borgan sari ko’proq darajada materiallarni yorug’lik ta’siridan saqlashda qo’llanilmoqda.
Тayanch iboralar: lyuminessensiya, lyuminessensiya spektri, lyuminofor, tashqi energetik ta’sir, flyuressensiya, fosforessensiya, to’satdan nurlanish, majburiy nurlanish, rekombinatsion nurlanish, rezonans nurlanish, stoks, antistoks
Molekulalarning aylanma harakat spektrlari.
Molekuladagi harakatning ko’rinishlari va molekulyar spektrlarning xillari.
Molekulalar atomlarga qarama-qarshi o’laroq ikki yoki undan ortiq atomlardan tashkil topganligi uchun ularning harakati atomlardagidan murakkabroq bo’ladi.:
1.Elektronlarning molekuladagi holatini o’zgarishiga olib keluvchi elektron o’tishlar.
2.Yadrolarning nisbiy joylashishining davriy o’zgarishi bilan bog’liq bo’lgan tebranma harakat.
3.Fazoviy yo’nalish (oriyentatsiya)ning davriy o’zgarishi bilan bog’liq bo’lgan tebranma harakat. Molekula yaxlit bir sistema sifatida o’zining fazoviy yo’nalishini davriy ravishda o’zgartirib turadi. Bunday harakatga aylanma o’tish deyiladi.
Atomlarning optik spektri chiziqli tuzilishga, molekulalarniki esa yo’lli tuzilishga ega. Molekulaning energiyasi yuqorida aytilgan uch xil energiyaning additiv yig’indisiga teng deb hisoblash mumkin, chunki o’zaro ta’sir hisobga olingudek bo’lsa, masala juda murakkablashib ketadi. Rasmda ikki atomli molekulaning energetik pog’onalari sxematik ravishda keltirilgan:
v-tebranma kvant soni
j'-aylanish kvant soni
e-elektron energetik pog’onalar
v-tebranma energetik pog’onalar
j-aylanma energetik pog’onalar
Bu pog’onalar to’plami o’rtasida turli-tuman o’tishlar ro’y berganligi uchun molekulaning optik spektri IQ-sohadan boshlab yaqin UB-sohagacha intervaldagi oraliqqa to’g’ri keluvchi kvantlar qabul qilish yoki chiqarish tufayli sodir bo’ladi.
Agar molekulada ham aylanma, ham tebranma va ham elektron o’tish ro’y berayotgan bo’lsa, bunday o’tishlar majmuasiga to’g’ri kelgan spektrga to’liq o’tish spektri deyiladi. Murakkab molekulalarning to’liq spektrini tahlil qilish ancha qiyin. Bunday hollarda optik spektroskopiya xarakteristik guruhlarning bor yoki yo’qligi, ko’p yoki kamligi to’g’risida ma’lumot berish bilan chegaralanadi.
Molekulalarning aylanma harakat spektrlari.
Aylanish vaqtida yadrolar o’rtasidagi masofa o’zgarmay qoladi desak, aylanayotgan molekulani ozod o’qli qattiq rotator deb qarash mumkin.
Bunday rotatorning energiyasini Shredinger tenglamasi vositasida topish mumkin:
Ozod qattiq rotator uchun potensial energiya U0 (tashqi ta’sir yo’q); W-UТ dan WТ. Bu yerda Т-kinetik energiya, W-umumiy energiya;
Т
Aylanma harakat uchun impulsning kvadrati r2 emas, impuls momentining kvadrati muhim ahamiyatga ega.
prmvr; r2r2m2v2r2m2. Massa o’rnida esa inersiya momenti qo’llaniladi. Demak, 2m o’rniga 2I0 2r02 qo’yilishi o’rinlidir. Shunday qilib
wT kelib chiqadi.
Qattiq rotator uchun Shredinger tenglamasi vositasida uni yechish yo’li bilan umumiy energiya W uchun
WhB0I(I1) ifoda topilgan.
Demak, aylanma harakat energiyasi kvantlangan ekan. U aylanish kvant soni deyiladi, u 0, 1, 2 kabi butun son qiymatlariga ega bo’ladi.
W larni tenglaylik: hBîI(I1) nr2h2IîBîI(I1)
Äåìàê W kvantlanganidek nr ham kvantlangandir.
Wayl G’ h ni aylanma term deyiladi; Wayl G’ hBîI(I1)Tayl
I 0 1 2 3 4 5 aylqТ'ayl - Тayl q V0[I'(I'Q1) - I(IQ1)]
Тayl 0 2Vo 6Vo 12Vo 20Vo 30Vo
I uchun tanlash qoidasi ga teng ya’ni .
Agar I ûðíèãà I1 ni qo’ysak (I-pastki pog’onaning aylanish kvant soni).
Iq0Iq1q2B0 q2B0(IQ1)q2B0(0Q1)q2B0
Iq1Iq2q4B0 Grafik holda ko’rsatsak:
Iq2Iq3q6B0
Demak aylanma o’tishlar spektri bir-biridan teng (2V0) masofasida joylashgan chiziqlardan iborat
ekanligini esga olsak, bu tenglamadan
Bu ifodadan foydalanib, aylanma o’tishlar spektrlari vositasida qattiq rotatorning atomlarining yadrolari o’rtasidagi masofa r0 ni hisoblab topamiz.
Umuman olganda aylanayotgan 2 atomli molekulani qattiq rotator deb bo’lmaydi. Uning atom yadrolari orasidagi masofa aylanish kvant soni ortib borishi bilan o’zgaradi ortadi. Bu esa aylanma pog’onalar energiyasining o’zgarishiga olib keladi.
WaylqhBoI(IQ1) o’rniga WqhcBI(IQ1) - DI2(IQ1)hc
Formulasidan foydalanish maqsadga muvofiqdir. Aylanma harakat molekula harakatlaridan energiyani eng kam talab qilganlaridan bo’lganligi uchun juda past temperaturalarda birinchi bo’lib vujudga keladi. U molekula kristallarda ham molekulalarning aylanishi sifatida namoyon bo’ladi.
Тayanch iboralar: elektron o’tishlar, tebranma harakat, aylanma o’tish, atom optik spektri, molekula optik spektri, tebranma kvant soni, aylanish kvant soni, elektron energetik pog’ona, tebranma energetik pog’ona, aylanma energetik pog’ona, Shredinger tenglamasi, kvantlanish.
Molekulalarning tebranma harakat spektrlari.
Aylanma harakat energiyasi Yeayl Yetebr bo’lganligi uchun tebranma va aylanma harakat qilayotgan molekulaning energiyasi bo’lgan Yema ni Yem ga teng deb qabul qilishimiz mumkin. Bu holda biz tebranma harakat spektriga tegishli, aloqador qonuniyatlar bilan to’g’ridan-to’g’ri tanishish imkoniyatiga ega bo’lamiz. Тebranma harakat qilayotgan 2 atomli molekulaning energiyasini nazariy ravishda Shredinger tenglamasini yechish yo’li bilan topsa bo’ladi.
w-to’liq energiya; u(x,y,z)-potensial energiya
w-u(x,y,z)Т-kinetik energiya, ya’ni tebranma harakat energiyasi. Тekshirish uchun chiziqli (masalan 2 atomli molekulani olgan bo’lsak, tebranish faqat x-o’qi bo’yicha ro’y beradi, u holda Shredinger tenglamasi
ko’rinishida yoziladi.
X-ning o’rniga atomlar orasidagi masofani ifodalovchi r ni o’zgaruvchi sifatida olishimiz mumkin:
Agar deb belgilasak, r-atomlar orasidagi masofaning nisbiy o’zgarishi. U holda:
Bu differensial tenglamani yechib w ni topish uchun u(p) ning aniq(konkret) ko’rinishini bilish kerak.
1. Agar tebranayotgan 2 atomli molekulani garmonik ossillyator deb hisoblasak U(p)kp2 bo’ladi.
Bunday garmonik ossillyator uchun Shredinger tenglamasi yechilsa Whwe(v ifoda kelib chiqadi.
Bu formula real molekula uchun qo’llanilsa kvant soni v ortib borishi bilan uning energiyasi orta borib provardida x teng bo’lishi kerak. Bunday bo’lishi mumkin emas. Real molekula qachondir dissotsiyalanishi kerak.
Bundan real ikki atomli molekula garmonik ossillyator deb qabul qilinishi va uning tebranishini sof garmonik deyish noto’g’ri degan xulosa kelib chiqadi. Real molekulaning tebranma harakati nogarmonik (angarmonik) harakatdir. Uning potensial energiyasini r bilan bog’lovchi eng loyiq formula-ifoda Morze funksiyasidir.
U(p)UeD(1-e-ap)2 (2)
Ue-íîëèí÷è (ìóâîçàíàò ùîëäà òóðãàíäàãè) òåáðàíèø ýíåðãèÿñè (ÎÊ ãà òûg’ðè êåëàäè). D va a lar doimiy sonlar. U(p) ni Shredinger tenglamasiga qo’yib w ni topsak
WThWe(v1G’2)-hWeXe(v1G’2)2 ifodasi kelib chiqadi (3)
v-tebranish kvant soni0,1,2,3 bo’lishi mumkin.
Xe-angarmoniklik doimiyligi Xe1 XehweG’4D
We-yadrolarning xususiy tebranishi takrorligi. Agar Xeni hisobga olmasak (Хe0 deyilsa), (3) chi ifoda (1) ga o’tadi.
Morze funksiyasini tekshirish. 1) -> a
1) U() q D - dissotsiyalanish energiyasi
-
U()qU(0)qUe
-
ya’ni r>rE aytaylik U xolda
U(-1) q UE QD(1-e-ap) q Ue Q D(1-ea)2 a>>1 demak
(1-ea)2 > 1 ( kvadrat bulganligi uchun) G’U(- q -1)->
Bu natijalar real molekula uchun to’g’ri keladigan potensial energiya egrisi bilan moslashadi. Bu egrini Morze funksiyasidan foydalanib chizish vaqtida empirik doimiyliklaridan foydalaniladi. D o’rniga tajribada topilgan dissotsiatsiya energiyasi qo’yilsa, potensial energiya yanada haqiqiyroq bo’lib chiqadi.
Molekulaning maksimal tebranma energiyasi uning dissotsiatsiyalanish energiyasiga teng bo’ladi, undan katta bo’lishi mumkin emas. Bu xulosa modda va materiallarni termik parchalanishi vaqtida birinchi navbatda eng kuchsiz kimyoviy bog’lar uzilishini tasdiqlaydi.
(A)ni VqV va V'qVQ1 bo’lgan 2 ta pog’ona uchun yozib WT(V)qWT(VQ1) - WT(V) ni topsak WT(V)qhWE - 2hWEXE(VQ1) ga teng bo’lib chiqadi. Bu kattalik har gal V birga ortganda 2hWEXE ga kamayib boraveradi. Тebranma energetik pog’onalarning ustma ust tushishi sharti WT(Vmax)q0 bo’lishi kerak. Bundan chiqadi. Buni (A) ifodasi olib borib qo’yib va D o’rniga qiymatidan foydalansak
WT(max) q D(1-Xe2) ifoda kelib chiqadi.
Xe2<<1 bo’lganligi uchun WT(Vmax)D bo’ladi
(A) ifodasidan nolinchi tebranish borligi ham kelib chiqadi
Bu qiymat moddalarning termodinamik optik va boshqa xossalarini tadqiq qilishda qo’llaniladi. Demak aytishimiz mumkinki nolinchi aylanma xarakat energiyasi yo’q -(WaylqhBeI(IQ1); Iq0 bo’lsa Waylq0 nolinchi tebranish energiyasi esa real xolda mavjud. Murakkab molekulalarning tebranma harakati yanada murakkab bo’ladi. Тebranish erkinlik darajasi 3N-6 bo’lganligi uchun (bu yerda N- yadrolar soni) tebranishlar soni ancha katta bo’lishi mumkin. 6 ning 3 tasi ilgarilanma harakat erkinlik darajasi qolgan 3 tasi aylanma harakat erkinlik darajasi.
Chiziqli molekulalar (SO2, NSN, S2N2 va b.) uchun aylanish erkinlik darajasi 2 ga teng. Ularda tebranma harakatning soni
3N-5 ifodasidan topiladi.
Тebranma harakatlar simmetrik va nosimmetrik valent tebranish, deformatsion tebranishlardan iborat bo’ladi.
SO2 : 3.3-5q4
O-S-O OSO va OSO
(1) (2) (3)
Òàÿí÷ èáîðàëàð: òåáðàíìà ýíåðãåòèê ïîg’îíà, ãàðìîíèê îñöèëëÿòîð, àíãàðìîíèê ùàðàêàò, àíãàðìîíèêëèê äîèìèéñè, òåáðàíèø êâàíò ñîíè, Ìîðçå ôóíêöèÿñè, äèññîöèàöèÿ ýíåðãèÿñè, ñèììåòðèê âàëåíò òåáðàíèø, íîñèììåòðèê âàëåíò òåáðàíèø, äåôîðìàöèîí òåáðàíèø
Moddalarning nurni kombinatsion tarQatish xodisasi.
Хohlagan agregat holatdagi moddalarni ravshanligi anchagina yuqori bo’lgan, chiziqli monoxromatik nur bilan yoritilsa, manbaaning spektriga xos bo’lgan Vo chastotali chiziqdan tashqari (bu chiziqning paydo bo’lishi tushayotgan nurning releychasiga yoyilish natijasidir), unga nisbatan ikkala tomoniga siljigan chastotalik yangi chiziqlar paydo bo’ladi. Mutlaqo yangi bunday chiziqlarning hosil bo’lishi, nurning kombinatsion sochilishi yoki Raman effekti deyiladi.
Eng birinchi tekshirishlardayoq chiziqlar o’rtasidagi farq sochuvchi molekulaning xususiy tebranish takrorlashga mosligi aniqlandi, ya’ni
Wñ,ac
Wc-stoks va Wac-antistoks chiziqlari
Kombinatsion spektrning paydo bo’lishini quyidagi sxemalar vositasida ko’rgazmali tushintirish mumkin. Energiyaning saqlanish (termodinamikaning birinchi qonuni) qonuniga binoan
M(0) Q hîqM(1) Q hPc M(1) - M(0) q hî-hPcqhw
Bu tenglamadan hPcqo-w kelib chiqadiki undan stoks chiziqlarini paydo bo’lishini tushintirish mumkin. Antistoks chiziqlarining hosil bo’lishi quyidagi tenglamadan ayyon bo’ladi:
hî Q M(1) hPc Q M(0)
M(1) - M(0) q hPc- hî q hw PacqîQw ya’ni Pas>î dan bu tenglamalar energiyaning saqlanish qonuniga binoan yozildi. M(0) - nurni sochuvchi moddaning nolinchi tebranma pog’onada turgan (V0) molekulasining holatini ifoda qiladi. M(1) o’sha molekulaning bitta tebranish kvantiga ega bo’lgan holatini ko’rsatadi. (V)
Darxaqiqat
ni topaylik
3G’2hW-1G’2hWqhW; hqW.
Demak nurning kombinatsion tarqalish xodisasi nur bilan molekulaning o’ziga xos ta’siri bo’lib birinchi (stoks) xildagi ta’sir natijasida hW energiyasi bilan tebranayotgan yangi holdagi molekula va (hPas1>0>0>0>
|