Iq-spektroskopiya asoslari, tebranish turlari, chastota qiymatiga ta’sir etuvchi omillar. Gidroksil va karbonil guruhi tutgan birikmalarning iq spektorlari

IQ-spektroskopiya asoslari, tebranish turlari, chastota qiymatiga ta’sir etuvchi omillar. Gidroksil va karbonil guruhi tutgan birikmalarning IQ spektorlari

Reja:

1. 
   IQ-spektroskopiya asoslari
   
2. 
   Molekulalararo ta’sirlar va guruxlarning xarakteristik chastotalari
   
3. 
   Gidroksil va karbonil guruhi tutgan birikmalarning IQ spektorlari
   

IQ spektroskopiyaning boshqa optik usullardan asosiy farqi moddalarni har qanday agregat holatda spektrlarini olish mumkinligidir.
Kimyoviy bog‘ bilan bog‘langan atomlarning xarakati xuddi prujina orqali bog‘langan sharlar xarakatiga o‘xshash, ya’ni ularning xarakatini ikki xil xarakat (cho‘ziluvchan va qisqaruvchan) ning bir biriga qo‘shilishidan deb qarash mumkin.
Agar prujina tortib turib, keyin qo‘yib yuborilsa, avvalgi muvozanat holiga kelguncha garmonik tebranish sodir bo‘ladi. Bu tebranish chastotasi quyidagi formula bilan izohlanib, chastota bilan massalar orasidagi bog‘lanishni ifodalovchi Guk qonuni deb yuritiladi.
(1)
F-kuch doimiysi (konstantasi) yoki boshlang‘ich holatga qaytaruvchi kuch.
m_z - ayrim massalarning o‘rtacha miqdori.
(2)
Tebranish molekula xarakatining shakli sifatida kvant nazariyasiga bo‘ysunadi. Bu nazariyaga asosan, tebranma xarakat energiyasi istalgan qiymatga ega emas, balki quyidagi tenglamani qanoatlantirishi kerak:
(3) n=0,1.2,3....
n - tebranish chastotasi
v - istalgan son, nol ham bo‘lishi mumkin yoki tebranish kvant soni.
Ikki atomli molekula tebranish energiyasining pog‘onalarida (rasm) r-ning qiymati atomlar orasidagi bog‘ning uzayishi yoki qisqarishiga bog‘liq, (vertikal chizmalar asosiy o‘tishlar va ularning obertonlari (2v) dir.

Molekula n=0 dan n=1 pog‘onaga o‘tganda nurlanishni yutadi, yutilish chastotasi Bor postulatiga asosan ga teng.

(4) bundan (E₁-E₀)/h=n
SHunday qilib, yutilgan nurlanishning chastotasi xarakteristik tebranish chastotasi n ga teng ekan. Aynan shunday pog‘onaga o‘tish 0 dan n=2 bo‘lganda ham ro‘y beradi, u holda uning chastotasi 2n bo‘ladi: n-asosiy chastota, 2n-oberton chastota hisoblanadi.
Oddiy temperaturada hamma molekulalar asosan quyi tebranish pog‘onasida bo‘ladi. YUtilishdagi tebranish pog‘onasi eng quyi pog‘onadan boshlanib, tebranish energiyasining nol pog‘onasiga to‘g‘ri keladi. SHuning uchun yutilishdagi chastotalar 0 pog‘onadan 1,2.3.... -pog‘onalarga o‘tishni ko‘rsatib, tegishli chastotalar n, 2n, 3n... bilan belgilanadi, ammo tanlash qoidasi mavjud bo‘lib, uning asosida o‘tishlar sonining cheklanganligi yotadi. Tanlash qoidasi tebranish gormonik holatda bo‘lguncha e’tiborga olinib, kvant soni birdan yuqori bo‘lgan o‘tishlarga ruxsat bermaydi. SHunday qilib, 0®1 ga o‘tish asosiy hisoblanib, unga tegishli bo‘lgan chastotalar xarakteristik chastotalar (masalan, S=O, S=S, C=N va boshqa guruxlarning asosiy tebranish chastotalari) hisoblanadi.
Ayrim hollarda spektrlarda kuchsiz yutilishdagi oberton chastota (2n) hosil bo‘ladi, obertonning intensivligi asosiy chastotaning intensivligining 1% yoki 10% ni tashkil etishi mumkin.
Ko‘p atomli molekulalarning tebranishi ikki atomlikka nisbatan murakkab bo‘ladi va spektrda birqancha yutilish chastotalarini namoyon qiladi. Molekula atomlardan tashkil topgani uchun, har qanday erkin zarracha bo‘shliqda uch o‘lchovli bo‘lishi uchun uning erkin tebranish darajasi 3N qiymatda bo‘ladi. Agar molekula chiziqli tuzilishga ega bo‘lsa tebranishlar soni 3N-6 ga, xalqali ko‘rinishda bo‘lsa 3N-5 ga teng bo‘ladi.
Molekula tebranishi natijasida kimyoviy bog‘larning uzunligi o‘zgarsa va bu bog‘lar orasidagi burchak kam o‘zgarsa, bunday tebranish turlariga valent tebranishlar deb aytiladi va n (nyu) harfi bilan belgilanadi.
Tebranish natijasida valent bog‘lar orasidagi burchak o‘zgarib, bu bog‘lar uzunligi o‘zgarmasa, bunday tebranish turlari deformatsiyali tebranish bo‘lib uni d (delta) harfi bilan belgilanadi. Valent tebranishlar simmetrik (n_s) va assimmetrik (n_as) turlariga bo‘linadi va sim. tebranish natijasida kimyoviy bog‘lar uzunligi uzayadi, assim. tebranishda qisqarish holati kuzatiladi. Masalan, suv molekulasi - u chiziqli tuzilishga ega bo‘lganligi uchun, tebranish chastotasi soni 3N-6=3. 3-6=9-6=3 ta bo‘ladi.
Demak, ko‘p atomli molekulalarning IQ spektri qoidasini quyidagicha izohlash mumkin: yutilish natijasida hosil bo‘lgan tebranish sonini, ya’ni spektrdagi chastotalarning qiymatlari va shaklini e’tiborga olib valent va deformatsiyali chastotalarni aniqlash mumkin, bu ishlarni amalga oshirishda olingan spektrlarni shunga o‘xshash bo‘lgan moddalarning ma’lum bo‘lgan spektrlari bilan taqqoslash kerak.
IQ spektrdagi 650-1300 sm^-1 sohani tekshirilayotgan moddaning “barmoq izi” sohasi deb yuritiladi. Molekulaga qandaydir ozgina o‘zgartirishlar kiritilganda bu sohada ko‘rinadigan chastotalarning soni va qiymatlari keskin o‘zgaradi.
1500-1800 sm^-1 - funksional guruxlarning yutilish sohasiga kiradi va 3000-3600 sm^-1 ikki atomli OH, NH, NH₂ guruxlarning yutilish sohasi hisoblanadi.