Типы колебаний - примерРассмотренные выше колебания атомов в кристаллах характерны для относительно простых соединений, состоящих из небольшого числа различных атомов. В сложных многоатомных структурах обычно выделяют структурные элементы (например, анионные группировки), колебания которых можно описать как колебания отдельных молекул. В этом случае молекула характеризуется набором собственных колебаний, обусловленных числом ее степеней свободы. Собственные колебания молекулы (системы) называются нормальными колебаниями.

В колебательной спектроскопии принято грубое разделение колебаний на две группы: валентные колебания - колебания вдоль валентных связей; деформационные колебания - колебания с изменением углов между валентными связями. Первые проявляются в более высокочастотной области, нежели вторые, и обладают большей интенсивностью. Существуют также вращательные движения молекул (вращение молекул вокруг некоторой оси симметрии), но они характерны, в основном, для газов и жидкостей, в твердых телах они учитываются только в специальных случаях. В пределах каждой группы колебаний для одной и той же молекулы (системы) есть колебания с разной частотой, обладающие разной энергией. Переходы между состояниями молекул с разным уровнем энергии сопровождаются поглощением энергии, которое определяет положение полос поглощения в инфракрасной области спектра.

Колебание V в основном обусловлено изменением длины связей между центральным атомом и атомами в вершинах тетраэдра, в то время как в других колебаниях преобладающим является изменение углов между связями. Также видно, что деформационные колебания отличаются симметрией.

Частота колебаний зависит от массы атомов и силы связи между ними, а также от симметрии группировки. В случае высокосимметричных кристаллов частоты ряда колебаний могут совпадать. Такие колебания называются вырожденными. Понижение симметрии структуры, даже без изменения состава кристалла, приведет к изменению частот соответствующих колебаний. Это явление называется снятием вырождения.


Загрузка...

Яндекс.Метрика Google+