Инфракрасные спектры химических элементов
Одно из самых полезных применений нашли невидимые лучи при определении химического строения веществ.
Энергия вращательных и колебательных движений молекул соизмерима с энергией инфракрасных лучей. Именно поэтому большинство окружающих нас предметов интенсивно поглощают инфракрасные лучи.
Чтобы измерить прозрачность в инфракрасной области спектра различных веществ, необходимо получить тонкую пленку данного вещества или его раствор в каком-нибудь органическом растворителе (в воде нельзя: вода очень активно поглощает невидимые лучи!). Пленку растягивают между двумя зажимами, а раствор наливают в кювету — плоский стаканчик из поваренной соли. Затем пленку или кювету освещают по очереди инфракрасными лучами различной длины волны и записывают получившийся спектр пропускания вещества в инфракрасной области.
Когда ученые впервые сделали эти опыты, их радости не было границ. Каждое вещество имело спектр, хоть немного, но отличный от другого, будто вещество оставило на бумаге свои отпечатки пальцев!
Инфракрасные спектры
Инфракрасные спектры похожи на силуэты неведомых замков — бежит по бумаге причудливая кривая с всплесками и впадинами, с башенками и зубцами.
Тщательно изучив физические и химические свойства нескольких хорошо известных веществ, исследователи сравнили их с записанными инфракрасными спектрами. И тогда выяснилось, что появление каждого зубца или башенки на спектре вызвано колебанием определенной химической связи в ответ на облучение инфракрасными лучами.
Все виды химической связи, все группы атомов, особенности структуры молекул, виды соединений молекул между собой отразились на этих спектрах.
Двойная связь двух атомов углерода, соединения углерода с водородом или кислородом, три атома водорода, объединенные вокруг углерода, получившие название метильной группы, и многие другие детали химической структуры сложных веществ отчетливо видны на записанных спектрах. Каждая из частей молекулы оставила свой характерный знак — всплеск на спектральной кривой.
Начался кропотливый, тяжелый труд по составлению атласов — путеводителей в этом море спектральных кривых. Труд очень полезный. Сейчас с помощью этих атласов можно быстро установить строение незнакомого материала или отыскать мельчайшие следы известного вещества среди сотен других.
Источник: Марк Колтун “Мир физики“.
