Добавил:

PotapkinBY t.me Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Национальный исследовательский университет «МЭИ»

Предмет:

Химия

Файл:

Краткий справочник физико-химических величин

.pdf

Скачиваний:

525

Добавлен:

26.02.2023

Размер:

12.31 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1718 / 2518 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

В		103. Симметрия молекул
	предположении, что все атомы в молекуле занимают неизменные положения,
молекулу можно изобразить		в	виде	полиэдра	(многогранника)		с атомами в вершине.
В	системе декартовых	координат центр			масс помещают в		начале	координат»
координаты	z и х находятся в плоскости			чертежа,	координата у	направлена		из плоскости
чертежа. Главную ось вращения			(	высшего	порядка л),	проходящую		через наибольшее
число	атомов, совмещают	с	осью	z:

Симметрию полиэдра характеризует совокупность его поворотов вокруг

воображаемых осей, проходящих через центр масс полиэдра, и отражений атомов в

воображаемых плоскостях, проходящих через оси вращения или перпендикулярных к ним* При

вращениях центр масс (точка) не меняет положения, поэтому симметрию называют

точечной. Повороты и отражения, приводящие к неотличимым от начальных ориентации

атомов в выбранной системе координат, называют преобразованиями или операциями

симметрии, а ось и плоскости — элементами симметрии. Существование элементов

симметрии обнаруживается лишь посредством операций симметрии.

Совокупность всех элементов симметрии, или набор всех операций симметрии,

которые можно провести над молекулой, образует точечную группу.

Элементы и операции симметрии

	Элемент симметрии		Обозначение
			элемента
Центр	симметрии или	центр	симметрии
			С; или i
инверсии

Ось собственного вращения

Горизонтальная плоскость

зеркального отражения

( плоскость),

перпендикулярная оси Сп ( наибольшим п)

Вертикальная зеркальная

плоскость, содержащая ось С„

Диагональная зеркальная

плоскость, содержащая ось Сп\

плоскость делит пополам угол между

двумя горизонтальными осями

С2, перпендикулярными оси Сп

Ось несобственного вращения

или зеркально- ось

Тождествен ность

Е=

Операция симметрии

Прямолинейный переход от любого

атома через центр симметрии на

равное расстояние по другую сторону от

центра к такому же атому. Иначе,

инверсия, при которой половина молекулы получается из другой половины.

Поворот полиэдра по часовой стрелке вокруг оси Сп на угол 2п/ ( 360°/п).

Отражение в плоскости симметрии

То же

««

Поворот по часовой стрелке вокруг оси

Sn на угол 2п/ и последующее

отражение в плоскости, перпендикулярной

этой оси. Иначе, вращение С с

отражением в плоскости ah (

вращение, а также альтернантность)

Операция С,, т. е. вращение на угол

2я/1

170

Молекулы	изображены	Некоторые часто	встречающиеся	группы		си
Молекулы	изображены	схематически.
Символ	Элементы	Примеры	Символ		Элемент
Шенфлису	группы		1 Шенфлису		Элемент
Шенфлису	группы		1 Шенфлису			г
группы по	симметрии		группы	по

Ci	Е	\/	' D2h	Et С2« 2С2
		CI /Si ^F

с2

Е,С2

\Dy>

£, C3(S3

с,	с/
	Е9 V

D4A	£, С4 (С2,
	2e„, 2arf,

Вг

с,	EJ	ci<^y4h	*>»	£» С5 (5^
		Br

Символ

группы по

Шенфлису

с2

С3

&4V

сЗА

Элементы

симметрии

группы

Е, С2, 2av

Е, С3, Зау

f.C4(C2),

Н.Св,

Е, С2, #д, е

Я, С3 С$з),

Примеры

нч		ун		А			/\
хс			Н	А	Н	СЮ	/\	ОС1
СГ	/ \		Н		Н	СЮ		ОС1
СГ		ЧС1					©
	н						©
	аu			н		и	\
							н

FF—Xe—F

Н—С! С=0

ск с=чн

нч /

о-)°

Символ Элемент

группы по

Шенфлису

>.	E.Ce><S
	00

%Е, С2 (54

1 03rf	Е, С3 (56
Л*	Е, С5 (51
Trf	£, ЗС2 (в
	пендику
	бст^. 352
	ось С2)
oft	В, ЗС4, (З
	(4S6), За

Отнесение молекул к точечной группе ( Шенфлису)

Отнесение производят по схеме:

	Специальные
	группы
Нет	Да

		Нет	Да		"ooQ	D°*/		'<{
		Нет	Да
	Ист	°Да	S2„, либо		S2 и только		г,
			S2„, либо		S2 и только		г,
Нот	Да		либо коллинеарная молекула
Нот	Да		с	единственной осью			или	осью
			высшего		порядка	С„.
		Со	Нет	Да

nC'2-LC^

1Да

Нет Да Нет Да

по,		nod	Dnh
Нет Да	Нет	Да

С/т. ^riv Dn ®nd

Специальные группы: точечные группы Сда„, £)«,/,, Tjti Г/, (тетраэдрические), О/, (ок-

таэдрические). lh ( додекаэдрические, т. е. двенадцатигранные, и икосаэд-

рические, т. е. двадцатигранные).

173

АХ„? - символ молекулы,

где

104, Гибридизация и

симметрия моле

А - центральный

(координирующий) атом; X

коорди

электронные пары ( Гиллеспи), участвующие

в образовании—

пространственной формы

молеку

поделенных пар. К. ч.

координационное

число,

АО

атомные

орбитали , участвующие в г

молекулы

воды два облака

двух электронов

Е и

—

облака

О— Н

образуют гибридизир

два

несимметричных

молекул точечная

группа С^, у симметричных

D^.

Распространенные

углы между

связями:

К.ч.

Форма молекулы

Угол, градусы

К.	АО	Число	электронных
К.	АО	m	пар
	sp,dp	m	n
2	sp,dp	2	0
2	P2.dp	2	2
3	sp\dp\p3	3	0
3	р\<?	3	1
4	sp\ d\	4	0
4	dsp2, cfip2	4	2
5	dsp3	5	0
5	dsp3	5	0
6	d*sp	6	0
6		6	0

Линейная Изогнутая

180 60-180

Форма молекулы

Линейная АХ2

Изогнутая АХ2Е2

Треугольная плоская АХ3 Тригональная пирамида АХ3

Тетраэдр

Плоская квадратная АХ4Е2

Тригональная бипирамида АХ5

Тригональная бипирамида

Тригональная призма Октаэдр АХб

Плоская

треугольная

120

CdBr2. [Ag(NH

ОН", CN"

H2S (92°), H20

NOj (120°), B

H30+, NH3, CI

CH4, SiF4, NH

[Ni(CN)4]2-, [

[Ni(Et3P)2]Br3 PCI5, NbBrs

[A1F6]3-, [Ti(H2 [Sn(OH)6j2", [

МОЛЕКУЛЯРНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ

				105. Чисто вращательные							спектры				С„, С5	и С2и), дает
Молекула, являющаяся						постоянным диполем ( симметрии
чисто вращательный					спектр. У таких молекул разрешены							переходы Д/ = ± 1 (А/ = + 1 при
поглощении и Д/			=		1 при	испускании		света).						= 2BJ, где В€
Волновое число				уровня,		на	который	переходит молекула, со								—
вращательная постоянная				(см. табл. 107). В длинноволновой,							инфракрасной				и микроволновой
областях		спектра	появляются				группы равноотстоящих				друг		от	друга	линий. Вследствие
заметного		различия			моментов		инерции	изотопных		молекул			в	спектре обнаруживаются
группы	линий, отвечающих					разным изотопам.						спектров
			Волновые числа					вращательных
j —	вращательное				некоторых молекул				S	10~2		в	м~]
					квантовое число			нижнего	энергетического уровня.
j				СО			НС1		HF				H12C14N			i«Ni«0
	0				3,845		20,8		41,08					2,956		0,838
	1				7,690		41,6		82,19					5,913		1,676
	2				11,534		62,5		123,15					8,869		2,514
	3				15,379		83,1		164,00					11,825		3,352
	4				19,222		103,7		204,62					14,781		4,190
	5			23,065			124,30		244,93					17,736		5,028
	6			26,907			145,03		285,01					20,691		5,866
	7			30,748			165,51		324,65					23,646		6,704
	8			34,588			185,86		363,93					26.599		7,542
	9			38,426			206,38		402,82					29,533		8,380
10				42,263			226,50		441,13					32,505		9,217
11				46,098			—		—					35,457		10,055
12				49,932					—					38,408		10,893
13				53,763			—		—					41,358		11,730
14				57,593			—							44,307		12,568
15				61,420					—					47,255		13,405

Частоты микроволнового спектра карбонилсульфида

v 109, в Гц

Переход	16012C32S	16012C34S
1->2	24,3259	23,7323
2->3	36,4888	—
3-у4	48,6516	47,4624
4->5	60,8141	—

175

106. Колебательно- спектры некоторых молекул

Колебательно- полосы НС1

v-v'	X, мкм	ш- 10~2, м1
0-1	3,46	2 885,9
0-2	1,76	5 668,0
0-3	1,190	8 347
0-4	0,916	10 922

Н''"

ujjj1 1 1 1		U i i	i i	i	i	2900	iiii _i i	1 1_	3100
2600	2700		2800			2900	3000		3100

ш10 ", м

Рис. 106.1. Основная полоса колебательно- спектра НС1
(	смесь изотопов хлора).

Рис. 106.2. Первый обертон

(

1,76	X ,	1,78	1,84
	X ,	мкм

колебательно- спектра НС1

смесь изотопов хлора).

176

			Волновые числа тонкой структуры
См. рис. 106.1 и			колебательно- полос НС1
См. рис. 106.1 и			106.2.
j		5	10"2, м"1- Н35С1				5 Ю-2, м-1- Н37С1
j	X = 3.46 мкм			А, = 1.76 мкм		А. = 3.46 мкм		X = 1.76 мкм
0			Я(/)	PQ)	КО)	P(J)	«(/)	PQ)	*</)
0	2865.09	2906,25"		5647.03	5687,81	2862,99	2904.16	5643.10	5683,91
1	2865.09	2925,78		5647.03	5706.21	2862,99	2923,69	5643.10	5702.01
2	2843,56	2944.81		5624.81	5723.29	2841,59	2942.71	5620.92	5719,42
3	2821,49	2963.24		5602,05	5739.29	2819,51	2961.08	5597,98	5735.26
4	2798,78	2980,90		5577,25	5753.88	2796,88	2978.68	5573,40	5749.69
5	2775,79	2997.78		5551,68	5767,50	2773,77	2995,66	5547,74	5763,28
6	2752,03	3014,29		5525,04	5779.54	2750,31	3012.16	5521,23	5775.40
7	2727.75	3039,96		5496.97	5790.54	2726.01	3027,69	5493,12	5786.28
8	2703.06	3044,88		5468.55	5799.94	2701,29	3042,62	5464,67	5796.04
9	2677,73	3059,07				2675,90	3056,84
10	2651,97	3072.76				2650,36	3070,51
11	2625.74	3085,62				2624.03	3083.28
12	2599.00	3098,40				2597,43

? ^

* 2

^L со

S ° M^UiiJlU

2400

Рис, 106.3. Основная

U/vJrU^l^r^^^Ji^ly^tv^y^^

25(H)	10 ",	2(Ю0	2700
со	10 ",	м

полоса колебательно- спектра НВг.

950	1000	1050	1100
	со	10 *\ м

Рис. 106.4. Перпендикулярная полоса колебательно- спектра СН3С1.

7 Зак. 377 177

Внутренняя

энергия

молекул

107. Константы

двухатомных молекул

бу

состоит из

ядерной

е„

(nuclon),

электронной

z€, колебательной

составляющих.

Энергия

1 моля молекул

— Ее теми

же

индексами,

V2)2 + М* + У2Р] ^ААше,

где v —

колебательное

£ =

[(V

+ V2) -*.(«>

квантовое

число; xt, иу€

— коэффициенты

ангармоничности; 5

волново

гдеу — вращательное квантовое число; Ве

Er=j(j+l)BeNAhc,

= h/8n2cl — вращательная постоянная; / = m*r^ — момент

приведенная

масса молекулы; ге

равновесное

межъядерное

расстояние.

где Ви

вращательная постоянная при учете

Bi,

= B,-a(u

+ V2).

дв

взаимодействия

колебательного

и вращательного

взаимодействия. DQ -

(теплота) диссоциации

на

невозбужденные

атомы при

О К:

Терм

Se-10-2,

5Л-10-2,

Dr =

D0 +

RT.

MO47,

Молекула

основного

5^-10-2,

м-1

состояния

м-*

M"1

M-1

КГ

-M2

ВС1

ВО

Вт2

с2

СО

CaF

С12

н2

Н79

Н35С1

ЗП

2£

11*

Ъ<g

Ч+

2Z+ lIg

839,12

5.11

—

1,716

40.5

1885,44	_	—	1,281	16,63
1885,44	11,769	- 2,298	1,204	15,53
325,321	1,077	- 2,298	2,281	346.1
1854,73	13,389		1,243	15.41
2028.616	13.111		1,172	14.75
2169,812	13,289		1,128	14,5
587,8	2,77	-0,007	1,927	79,4
559,7	2,67	-0,007	1,988	116,3
3118,46	64,10	1.2514	0,7416	0.92
919	13,6	—	1,416	31.63
4396,554	117,973	0,0434	0,741	0,46
2320	66,7	0,7	1,08	0,98
2649,683	45,52	0.104	1.414	3,30
2990,95	52.819	0.2242	1.275	2.64

а:

е?

(

SО ^

. S

	^	2
	1.	2
	о	и
	*-	и
	1""4	*
	1""4
	<nj"
	1	—
	2"
	^ ^
1	о"
1	cb	»—'
	т-	1
	\»2
	^
	*3
	CN*
	1
	О	гт\|
	»-	гт\|
	'-s
1	ч,
1	13
	->
	\|
	2^2
	*3
1	1«
t	О	Ж
t	Ж	ос
	и	О
	О	Е-
	5	<->
f	5	Я
f	cL°

<L>

скул

Т-

см

1п-

СО

чО

т-

см

i-H

см

i-H

ч?

-1

4-1

4-1 т-

4-1

TJ-

340

т-

r-H

272

чО

со

т-

Tfr

со

535

500

сп

т-

»-

чф

со"

cm'

со"

см"4

со

г^

r^\

см

г^

(

о219

г632^

о167

т-

Оч

т-

r>*

T-H

^-H

0,7

0,0

0.7

0,0

T-H

т-

СМ

c^.

i>.

см

у—ч

т-

1-1

со

1—1

см

т*-

Г--

см

Г--

со

СО

чО

t^-

ГН

г-

r-H

!>.

со

О о

о о см о i-H о о

о.

i-H

r-H

f-H CO

о о о о о о

см

r-t

г-

<vf

т-

см

Т-

со

/-—^

со

г-

со

чО

со

-4-

г-

оол

см

со

см

со

гЧ

«-

см

со

чО

"Э-

чО

со"

i-H

со

СО

г-

r-H

со

СО

см

i-H

т-

со

г»

тг

f—(

см

со

г-

со

СО

t^-

^^1-^

!>.

T-H

i-H

r-H

t-H

г-

Tt-

Т-

СО

T-H

t>-

[>-

чО

со

г^.

f-H

тГ

Г-

со

г-

чО

о о т—1 т- CM

CM со гН

Г- r-H г- со

со

r-i r-H

r-t о i-H т- т- см 1- 1-

со

1—1

(

г—i

г^

»-

гН

о"

со

1-4

ЧО

чО

"Э-

г^

СО

со

см

т-

чГ

СО

»-

г>

T—1

r-H

т-

со

г-

-nT

^г*

«>

о"

r-H

-vf

СМ

см

чф

чО

о"

т-

r-H

i-H

r—1

со

г-

о-

со

-stun

см

°.

гН

/0"

r>.

1—i

со

гС

1—1

гН

Tt*

со

см

со

Г*

о^

со

!>.

|>-

г-

гН

*3*

Т-

т-

ьо

см

г-

r^»

см

ОО

гЧ

СО

l>*

со

чО

см

т-

i-H

Г-.

со

т-

со

^ см

см

i-H

г-

r-H

т-

Г-

г—*"

(

w П

ИМИ

Г^^

г—

Оч<N

UL,

Цч

1—«

со

стз

CN + <N

1 CN

со

X as

1—(

1—1

2 о

1—t

со

СО

со

сЯ

^ Z z z z

179

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1718 / 2518 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете Химия

#
26.02.202353.76 Кб1Календарный план на 1 семестр.xls
#
26.02.20231.11 Mб6Консультация.pptx
#
26.02.202312.31 Mб525Краткий справочник физико-химических величин.pdf
#
26.02.202320.38 Кб5Методические указания на 1 семестр.docx
#
26.02.202311.91 Кб5Образец титульного листа на экзамен.docx
#
26.02.202314.2 Кб3Титульный лист на лабораторные работы.docx