Изучение молекулярных спектров поглощения при помощи фотометра ФМ-58 (лабораторная работа)

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Рыбинская государственная авиационная технологическая

 академия им. П.А. Соловьева

КАФЕДРА ОБЩЕЙ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ

УТВЕРЖДЕНО

на заседании методического

семинара кафедры физики

«   » _________ 2005 г.

Зав.каф.  Пиралишвили Ш.А.

Лаборатория «Квантовая физика»

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № КФ – 3

ИЗУЧЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНЫХ СПЕКТРОВ

ПОГЛОЩЕНИЯ ПРИ ПОМОЩИ ФОТОМЕТРА ФМ – 58

Рыбинск 2005

ИНСТРУКЦИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

          Работа выполняется в соответствии с общими требованиями техники безопасности, действующими в учебных лабораториях кафедры физики.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Получение и анализ молекулярных спектров поглощения в области 400-750 нм визуальным методом.

ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ: Фотометр ФМ-58, питающее устройство, кювета с дистиллированной водой и исследуемым раствором.

1  ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

          Молекулярные спектры при наблюдении в прибор средней разрешающей силы состоят из полос, резких с одного края и размытых – с другого. Такие полосы лежат в близкой инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой частях спектра. Полосы образуют серии полос: отдельные полосы и даже серии полос могут перекрывать друг друга. При использовании приборов высокой разрешающей силы каждая полоса в молекулярном спектре распадается на совокупность близко расположенных линий. Сложность полосатых молекулярных спектров по сравнению с линейчатыми спектрами атомов обусловлена более сложной структурой молекул, что приводит к расщеплению энергетических уровней валентных электронов.

          Силы, удерживающие атом в молекуле, вызваны взаимодействием внешних электронов. В случае двухатомных молекул различают два вида связи: ионную (гетерогенную) и ковалентную (атомную, гомеополярную). Ионная связь осуществляется, когда электроны в молекуле можно разделить на две группы, каждая из которых все время находится около одного из ядер. Электроны распределяются так, что около одного из ядер образуется избыток электронов, около другого – недостаток. Таким образом, молекула как бы состоит из ионов противоположных знаков, взаимодействующих по закону Кулона. Примером молекул с ионной связью служат молекулы соединений щелочных металлов с галогенами () и др. При растворение таких соединений в воде, молекулы распадаются на ионы.

          Ковалентная связь наблюдается в молекулах, у которых часть электронов обобществляется двумя ядрами. Эта связь образуется парами электронов с противоположно направленными спинами и вызвана добавочным обменным взаимодействием электронов. Среди молекул этого типа следует различать молекулы с одинаковыми ядрами () и молекулы с различными ядрами () и др. В молекулах первого рода электроны распределены симметрично, в молекулах второго рода существует асимметрия в распределении электронов. Благодаря чему молекулы приобретают электрический дипольный момент.