Molekulové spektrum: Porovnání verzí
Smazaný obsah Přidaný obsah
Přesměrování na Elektromagnetické spektrum#Molekulové spektrum |
Přesměrování přeměněno na článek (rozdělením článku Elektromagnetické spektrum), potřeba úpravy |
||
Řádek 1:
{{upravit - fyzika}}
Stavy [[molekula|molekul]] jsou určeny nejen [[elektronová konfigurace|elektronovou konfigurací]] jejich složek, ale také jejich vzájemným pohybem. V molekule tedy připadá určitá [[energie]] také na [[rotace|rotaci]] molekuly kolem určité osy a na vzájemný [[kmitavý pohyb]] jednotlivých atomů, z nichž se molekula skládá.
==Rotační spektra==
S rotací molekul jsou spojovány tzv. '''rotační [[energetická hladina|energetické hladiny]]'''. Spektrum vznikající při přechodech mezi rotačními energetickými hladinami se označuje jako '''rotační'''.
Příčinou těchto energetických hladin je [[rotace]] [[molekula|molekuly]] jako celku. [[Moment hybnosti]] je (v kvantovém světě) omezen pouze na diskrétní hodnoty, a poněvadž molekula je chápána jako kvantový objekt, bude také její rotace [[kvantování|kvantována]].
Přechody mezi jednotlivými rotačními stavy jsou provázeny pohlcením nebo vyzářením [[foton]]u, podobně jako při přechodu elektronu mezi jednotlivými energetickými hladinami v [[elektronový obal|elektronovém obalu]] atomu. Mezi jednotlivými rotačními hladinami jsou relativně malé vzdálenosti (∼10-3 [[elektronvolt|eV]]), tedy i vzdálenosti mezi jednotlivými rotačními spektrálními čárami jsou malé. [[vlnová délka|Vlnové délky]] se obvykle pohybují v [[mikrovlnné záření|mikrovlnné oblasti]] v intervalech od 0,1 [[milimetr|mm]] do 1 [[centimetr|cm]]. Vzdálenosti mezi jednotlivými rotačními hladinami jsou o něco menší než vzdálenosti mezi vibračními energetickými hladinami.
==Vibrační spektra==
[[Kmitání]] jednotlivých atomů molekuly je svázáno s tzv. '''vibračními energetickými hladinami'''. Při přechodech mezi vibračními stavy vzniká '''vibrační spektrum'''.
Příčinou těchto energetických hladin jsou [[vibrace]] atomů uvnitř molekuly.
Přechody mezi jednotlivými vibračními stavy jsou provázeny pohlcením nebo vyzářením fotonu, podobně jako při přechodu elektronu mezi jednotlivými energetickými hladinami v elektronovém obalu atomu. Mezi jednotlivými vibračními hladinami jsou relativně malé vzdálenosti (∼0,1 [[elektronvolt|eV]]), tedy i vzdálenosti mezi jednotlivými vibračními spektrálními čárami jsou malé. Vlnové délky se obvykle pohybují v [[infračervené záření|infračervené oblasti spektra]] v intervalech od 10000 [[angstrom|Å]] do 0,1 [[milimetr|mm]]. Vzdálenosti mezi jednotlivými vibračními hladinami jsou o něco větší než vzdálenosti mezi rotačními energetickými hladinami.
==Vibračně rotační spektra==
U [[plyn]]ů je obvykle pozorováno rozštěpení vibračních čar, které vzniká v důsledku rotace molekul. Taková spektra se pak označují jako '''vibračně rotační spektra'''. Vibračně rotační spektrum představuje hustou soustavu [[spektrální čára|spektrálních čar]], které vznikají při přechodu mezi různými rotačními stavy jedné vibrační hladiny a rotačními stavy jiné vibrační hladiny. Pokud má [[spektroskop]], kterým je spektrum získáno, malou rozlišovací schopnost, získáme místo spektrálních čar široké pruhy, které se označují jako '''vibračně rotační pásy'''.
==Elektronová spektra==
[[Elektron]]y, které jsou sdíleny mezi jednotlivými atomy molekuly, se mohou nacházet nejen v základním, ale také v [[excitace|excitovaném]] stavu. Při přechodu mezi jednotlivými stavy takových elektronů získáváme tzv. '''elektronové spektrum'''. Energetické hladiny, které obsazují takové elektrony jsou od sebe mnohem více vzdáleny než např. rotační nebo vibrační energetické hladiny. Při přechodech mezi elektronovými hladinami molekuly dochází k vyzařování ve viditelné nebo ultrafialové části spektra. Každá taková spektrální čára se přitom jeví jako série velmi těsně přiléhajících čar, tzv. pás (spektrum je tedy [[pásové spektrum|pásové]]), který vzniká jako důsledek existence rotačních a vibračních stavů v každém elektronovém stavu.
Elektronová spektra jsou pozorována u všech [[molekula|molekul]].
Elektronové přechody jsou velmi rychlé. Při elektronovém přechodu se předpokládá, že nedochází ke změně vzdáleností [[atomové jádro|jader]] atomů v molekule, tzn. vibrační a rotační pohyby atomů v molekule můžeme při elektronových přechodech zanedbat. Tato skutečnost se označuje jako '''[[James Franck|Franckův]]-[[Edward Condon|Condonův]] princip'''.
Návrat molekuly z excitovaného stavu může probíhat různými způsoby. Může např. dojít k vyzáření fotonu o odpovídající energii, čímž elektron přejde přímo do svého základního stavu. Molekula v excitovaném stavu však může ztratit část své vibrační energie (např. srážkami s jinými molekulami), takže excitovaný elektron se nachází na nižší vibrační hladině. Při přechodu pak dojde k vyzáření fotonu s nižší frekvencí než byla frekvence původně absorbovaného fotonu. Tento jev se označuje jako [[fluorescence]].
| |||