E π A π π ª π º ÛÈÎÔ ËÌÂ. TfiÌÔ E' º ÛÌ ÙÔÛÎÔapple ºÒÙË NÙ

Transcript

1 E π A π π ª π º ÛÈÎÔ ËÌÂ TfiÌÔ E' ºÒÙË NÙ º ÛÌ ÙÔÛÎÔapple

2 ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών ΣΠOY EΣ ΣTIΣ ΦYΣIKEΣ EΠIΣTHMEΣ Θεµατική Ενότητα ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ Τόµος E' Φασµατοσκοπία ΦΩTHΣ NTAHΣ Kαθηγητής Tµήµατος Xηµείας Πανεπιστηµίου Kρήτης ΠATPA 2001

3 ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Σχολή Θετικών Επιστηµών και Τεχνολογίας Πρόγραµµα Σπουδών ΣΠOY EΣ ΣTIΣ ΦYΣIKEΣ EΠIΣTHMEΣ Θεµατική Ενότητα ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ Τόµος E' Φασµατοσκοπία Συγγραφή ΦΩTHΣ NTAHΣ Kαθηγητής Tµήµατος Xηµείας Πανεπιστηµίου Kρήτης Κριτική Ανάγνωση XPHΣTOΣ TΣIAMHΣ Kαθηγητής Tµήµατος Xηµείας Aριστοτελείου Πανεπιστηµίου Θεσσαλονίκης Ακαδηµαϊκός Υπεύθυνος για την επιστηµονική επιµέλεια του τόµου ΓEΩPΓIOΣ KAPAΪΣKAKHΣ Καθηγητής Tµήµατος Φυσικοχηµείας Πανεπιστηµίου Πατρών Επιµέλεια στη µέθοδο της εκπαίδευσης από απόσταση EIPHNH ΓEΩPΓIA H Γλωσσική Επιµέλεια EΛENH ΓABAΛA Τεχνική Επιµέλεια ΕΣΠΙ ΕΚ ΟΤΙΚΗ Ε.Π.Ε. Καλλιτεχνική Επιµέλεια Σελιδοποίηση TYPORAMA Συντονισµός ανάπτυξης εκπαιδευτικού υλικού και γενική επιµέλεια των εκδόσεων ΟΜΑ Α ΕΚΤΕΛΕΣΗΣ ΕΡΓΟΥ ΕΑΠ / ISBN: Kωδικός Έκδοσης: ΦYE 22/5 Copyright 2000 για την Ελλάδα και όλο τον κόσµο ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Οδός Παπαφλέσσα & Υψηλάντη, Πάτρα Τηλ: (061) , Φαξ: (061) Σύµφωνα µε το Ν. 2121/1993, απαγορεύεται η συνολική ή αποσπασµατική αναδηµοσίευση του βιβλίου αυτού ή η αναπαραγωγή του µε οποιοδήποτε µέσο χωρίς την άδεια του εκδότη.

4 ÂÚÈ fiìâó K º π 1 EÈÛ ÁˆÁ ÛÙË º ÛÌ ÙÔÛÎÔapple Eισαγωγικές παρατηρήσεις Hλεκτροµαγνητική ακτινοβολία Κυµατική φύση της ηλεκτροµαγνητικής ακτινοβολίας Σωµατιδιακή φύση της ηλεκτροµαγνητικής ακτινοβολίας Φάσµατα απορρόφησης και εκποµπής Tο φάσµα της ηλεκτροµαγνητικής ακτινοβολίας Περιοχές της ηλεκτροµαγνητικής ακτινοβολίας Σύνοψη Aσκήσεις προς λύση Bιβλιογραφία K º π 2 º ÛÌ ÙÔÛÎÔapple MÈÎÚÔÎ Ì ÙˆÓ Eισαγωγικές παρατηρήσεις Έχουν όλα τα µόρια φάσµατα περιστροφής; Aπλό διάγραµµα ενεργειακών σταθµών Eνέργεια και φάσµατα περιστροφής διατοµικών µορίων Σταθερά περιστροφής και ροπή αδράνειας διατοµικών µορίων Φασµατοσκοπία µικροκυµάτων πολυατοµικών µορίων Περιστροφή πολυατοµικών µορίων Eνέργεια και φάσµατα περιστροφής πολυατοµικών µορίων Tο φασµατόµετρο µικροκυµάτων Mερικές εφαρµογές της φασµατοσκοπίας περιστροφής Σύνοψη Aσκήσεις προς λύση Bιβλιογραφία Oδηγός για περαιτέρω µελέτη... 63

5 6 ºA MATO KO IA K º π 3 º ÛÌ ÙÔÛÎÔapple YappleÂÚ ıúô È ÙÔÌÈÎÒÓ MÔÚ ˆÓ Eισαγωγικές παρατηρήσεις υναµική ενέργεια διατοµικού µορίου O αρµονικός ταλαντωτής Kανόνες επιλογής. Φάσµατα υπερύθρου διατοµικών µορίων Σταθερά δύναµης Φασµατοσκοπία Raman Aναρµονικότητα και διάσπαση µορίων Λεπτή υφή φάσµατος υπερύθρου Φασµατόµετρα υπερύθρου και Raman Σύνοψη Aσκήσεις προς λύση Bιβλιογραφία Oδηγός για περαιτέρω µελέτη K º π 4 º ÛÌ ÙÔÛÎÔapple YappleÂÚ ıúô ÔÏ ÙÔÌÈÎÒÓ MÔÚ ˆÓ Eισαγωγικές παρατηρήσεις Συµµετρία πολυατοµικών µορίων Στοιχεία συµµετρίας και διεργασίες συµµετρίας ιαδοχικές διεργασίες συµµετρίας Oµάδες συµµετρίας Θεωρία οµάδων Tύποι δονήσεων πολυατοµικών µορίων Eνεργές δονήσεις πολυατοµικών µορίων Συµµετρία κανονικών δονήσεων πολυατοµικών µορίων Πίνακες χαρακτήρων Προσδιορισµός ενεργών δονήσεων πολυατοµικών µορίων Συχνότητες χαρακτηριστικών οµάδων Mεθοδολογία ανάλυσης ενός φάσµατος IR Σύνοψη Aσκήσεις προς λύση

6 EPIEXOMENA 7 Bιβλιογραφία Oδηγός για περαιτέρω µελέτη K º π 5 HÏÂÎÙÚÔÓÈÎ º ÛÌ ÙÔÛÎÔapple AappleÔÚÚfiÊËÛË Eισαγωγικές παρατηρήσεις Iδιότητες του ηλεκτρονίου Tροχιακή στροφορµή Iδιοστροφορµή (σπιν) Hλεκτρονική διαµόρφωση και ηλεκτρονικές καταστάσεις µορίων Hλεκτρονικές καταστάσεις και στάθµες διατοµικών µορίων Hλεκτρονικές στάθµες πολυατοµικών µορίων Kανόνες επιλογής και ηλεκτρονικά φάσµατα διατοµικών µορίων Tαινίες απορρόφησης. Aρχή Frank Condon Ένταση κορυφών. Nόµος των Beer Lambert Hλεκτρονικά φάσµατα πολυατοµικών µορίων Tροποποίηση των χαρακτηριστικών απορρόφησης πολυατοµικών µορίων Aυξόχρωµες οµάδες ή αυξόχρωµα Συζυγία διπλών δεσµών Eπίδραση του διαλύτη στις ηλεκτρονικές µεταπτώσεις Φάσµα ορατού. Προέλευση του χρώµατος ουσιών Φωταύγεια Σύγχρονες εφαρµογές της ηλεκτρονικής φασµατοσκοπίας Σύνοψη Aσκήσεις προς λύση Bιβλιογραφία K º π 6 º ÛÌ ÙÔÛÎÔapple ÚËÓÈÎÔ M ÁÓËÙÈÎÔ ÓÙÔÓÈÛÌÔ (NMR) Eισαγωγικές παρατηρήσεις Iδιότητες πυρήνων ατόµων

7 8 ºA MATO KO IA 6.2 O πυρήνας ατόµου εντός µαγνητικού πεδίου Eνέργεια πυρηνικών σταθµών και κανόνας επιλογής Πληθυσµοί πυρήνων στις ενεργειακές στάθµες Mεταπτωτική κίνηση και συχνότητα Larmor To φαινόµενο του Πυρηνικού Mαγνητικού Συντονισµού Φασµατογράφος NMR Eπίδραση του χηµικού περιβάλλοντος στο συντονισµό του πυρήνα Xηµική µετατόπιση Παράγοντες οι οποίοι επηρεάζουν τη χηµική µετατόπιση Aλληλεπίδραση πυρηνικών σπιν. Σύζευξη σπιν σπιν Σύζευξη σπιν σπιν τριων δεσµών. Eξίσωση του Karplus Σύζευξη σπιν σπιν µεταξύ ισοδύναµων πυρήνων Xηµική και µαγνητική ισοδυναµία πυρήνων Aνάλυση φασµάτων NMR πρώτης τάξης Aποδιέγερση πυρήνων Φάσµατα NMR του πυρήνα άνθρακας Σύνοψη Aσκήσεις προς λύση Bιβλιογραφία K º π 7 EÍÂÏÈÁÌ ÓÂ TÂ ÓÈÎ º ÛÌ ÙÔÛÎÔapple NMR Eισαγωγικές παρατηρήσεις Παλµικό NMR και µετασχηµατισµός Fourier Mερικές ιδιότητες των παλµών Φασµατοσκοπία NMR δύο διαστάσεων Aπό την πρώτη στη δεύτερη διάσταση Tυπικά φάσµατα NMR δύο διαστάσεων Eρµηνεία φασµάτων NMR δύο διαστάσεων Σύγχρονες εφαρµογές της φασµατοσκοπίας NMR Σύνοψη Aσκήσεις προς λύση Bιβλιογραφία Oδηγός για περαιτέρω µελέτη

8 EPIEXOMENA 9 K º π 8 º ÛÌ ÙÔÛÎÔapple HÏÂÎÙÚÔÓÈÎÔ Ú Ì ÁÓËÙÈÎÔ ÓÙÔÓÈÛÌÔ Eισαγωγικές παρατηρήσεις Tο µονήρες ηλεκτρόνιο Tο µονήρες ηλεκτρόνιο εντός µαγνητικού πεδίου Hλεκτρονικός παραµαγνητικός συντονισµός. Σήµα EPR O παράγοντας g Σύζευξη ηλεκτρονίου πυρήνα. Yπέρλεπτη υφή σήµατος EPR Aνάλυση απλών φασµάτων EPR Σύζευξη ηλεκτρονίου µε µαγνητικά ισοδύναµα πρωτόνια Σύζευξη ηλεκτρονίου µε µαγνητικά µη ισοδύναµα πρωτόνια Σύνοψη Aσκήσεις προς λύση Bιβλιογραφία Oδηγός για περαιτέρω µελέτη Aπαντήσεις Aσκήσεων Aυτοαξιολόγησης Eνδεικτικές Aπαντήσεις ραστηριοτήτων Aπαντήσεις Aσκήσεων προς λύση Παράρτηµα A Παράρτηµα B