МИКРОВОЛНОВАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ

разделрадио-спектроскопии,изучающий электромагн. спектры сантиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн (частоты w 10⁹-10¹²Гц). В этой части спектра проявляются вращат. переходы молекул, к-рые наблюдают гл. обр. в газах, поэтому М. с. называют также радиоспектроскопией газов. Измерение частот линийвращательных спектровпозволяет определить структуру молекулы.

В микроволновой области вращат. спектр двухатомной молекулы АВ, обладающей дипольным моментом, представляет собой ряд линий, находящихся на практически одинаковом расстоянии2B_uдруг от друга. Величина B_uназ. вращательной постоянной; B_u= h/8pcI_u,гдеh -постоянная Планка, с-скорость света, u-колебат. квантовое число, I_u-момент инерции, I_u= m2_u, m-приведенная масса, m = = m_Am_B/(m_A+ m_B), m_Аи т_B-массы атомов А и В соотв., ru-межъядерное расстояние. Зная m_Аи m_B, экспериментально измерив B_u,можно рассчитать r_u.Чаще всего определяютВ₀,1₀>и0(для u= 0). Измерить и рассчитать эти величины в возбужденных колебат. состояниях для u>=1 значительно труднее, т. к. интенсивность линий уменьшается с ростом u.Из значенийВ₀, B₁, B₂и т. д. можно найтиВ_еи соответствующее равновесное расстояниее,>отвечающее минимуму потенц. кривой исследуемой молекулы.

Для молекулы из Nатомов измеряют три вращат. постоянныеА₀, В₀и С₀, по к-рым можно установить структуру молекулы лишь частично. Однако в случае молекул сN <=15 с использованием изотопного замещения удается вычислить все структурные параметры.При этом находят расстоянияs,>к-рые меньше отличаются оте,>чем r₀. Для мн. простых многоатомных молекул (Н₂О, NH₃, SO₂и т. д.) рассчитаны все три параметрае, r>₀иs. Иногда определяютz->расстояние между средними положениями ядер, что позволяет совместно анализировать спектроскопич. и электроно-графич. данные и таким образом изучать строение сложных молекул с высокой точностью.

Микроволновый спектрометр состоит из источника излучения (чаще всего клистрона), ячейки с исследуемым в-вом (или иногда объемного резонатора), детектора (полупроводникового или болометра) и устройства, позволяющего модулировать частоты спектральных линий внешним электрическим (Штарка эффект)или магн. полем (Зеемана эффект).Ширина спектральной линии обусловлена гл. обр. эффектом Доплера и соударениями молекул. Чтобы уменьшить роль соударений, эксперимент проводят при низких т-рах (200 К) и давлениях газа (0,13 Па, 10^-3мм рт. ст.) или используют мол. пучки, в к-рых практически отсутствуют соударения молекул. Это обусловливает высокую разрешающую способность метода (w/Dw 10⁵-10⁶). Погрешности определения частот со, а следовательно,В₀и0крайне малы (DB₀~ 10^-5см^-1, Dr₀~ 10^-5нм), что позволяет установить геом. параметры двухатомных молекул с наивысшей точностью по сравнению с др. методами исследования структуры (в частности, дифракционными).

М. с. дает возможность измерять с большой точностью дипольные моменты молекул в основном и колебательно-возбужденных состояниях по расщеплению вращат. линий, обусловленному взаимодействиями электрич. и магн. моментов атомных ядер с внеш. электрич. полем. Вследствие взаимод. квадрупольного момента ядра с электрич. внутримолекулярным полем возникает квадрупольная сверхтонкая структура спектров, к-рая даст информацию о спине, квад-рупольном и магн. моментах ядер, входящих в состав молекулы. Повышение чувствительности детекторов и использование резонансных методов ("лазерной накачки") позволяет значительно расширить возможности М. с., напр. исследовать изотопич. модификации молекул с низким ес-теств. содержанием изотопов, а также молекул с практич. нулевым дипольным моментом (напр., CH₃D).

М. с. применяют для определения параметров межзвездной среды (т-ры, давления), качеств. и количеств. анализа смесей газов (по положению и интенсивности линий микроволновых спектров), изучения строения неустойчивых частиц (радикалов, ионов, промежут. продуктов, образующихся в результате пиролиза или при действии электрич. разряда), молекул, стабилизир. ван-дер-ваальсовыми связями (комплексы благородных металлов с NH₃, H₂O).

Лит.:Таунс Ч., Шавлов А., Радиоспектроскопия, пер. с англ., М., 1959; Вилков Л. В., Мастрюков В. С., Садова Н. И., Определение геометрического строения свободных молекул, Л., 1978; Хьюбер К. П., Герцберг Г., Константы двухатомных молекул, пер. с англ., ч. 1-2, М., 1984; Yamamoto S. [а. о.], "J. Phys. Chem.", 1985, v. 89, № 15, p. 3298-3304.

В. М. Тюлин, В. С. Мастрюков.

микроволновая спектроскопия—МИКРОВОЛНОВАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ область радиоспектроскопии iв которой исследуются спектры веществ в сантиметровом и миллиметровом диапазонах длин волн микроволны iили сверхвы...Большая советская энциклопедия
микроволновая спектроскопия—область радиоспектроскопии См. Радиоспектроскопияem в которой исследуются спектры веществ в сантиметровом и миллиметровом диапазонах длин волн Микроволны или Сверхвысокие...Большая Советская энциклопедия II
микроволновая спектроскопия—радиоспектроскопия в диапазоне СВЧ....Большой энциклопедический словарь II
микроволновая спектроскопия—МИКРОВОЛНОВАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ радиоспектроскопия в диапазоне СВЧ....Большой энциклопедический словарь III
микроволновая спектроскопия—МИКРОВОЛНОВАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ радиоспектроскопия в диапазоне СВЧ....Большой Энциклопедический словарь V
микроволновая спектроскопия—радио спектроскопия в диапазоне СВЧ....Естествознание. Энциклопедический словарь
микроволновая спектроскопия—spectroscopie en microondes...Политехнический русско-французский словарь
микроволновая спектроскопия—microwave spectroscopy...Русско-английский словарь по физике
микроволновая спектроскопия—spettroscopia a microonde...Русско-итальянский политехнический словарь
микроволновая спектроскопия—Mikrowellenspektroskopie...Русско-немецкий словарь по химии и химической технологии
микроволновая спектроскопия—Mikrowellenspektroskopie...Русско-немецкий химический словарь
микроволновая спектроскопия—мкрохвильова спектроскопя...Русско-украинский политехнический словарь
микроволновая спектроскопия—spectroscopie microonde...Русско-французский словарь по химии
микроволновая спектроскопия—МИКРОВОЛНОВАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ радиоспектроскопия в диапазоне СВЧ....Современный энциклопедический словарь
микроволновая спектроскопия—радиоспектроскопия сантиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн l СВЧ. Т. к. в этот диапазон попадает большинство вращательных и вращательнопнверсионных спектров ...Физическая энциклопедия
микроволновая спектроскопия—МИКРОВОЛНОВАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ радиоспектроскопия в диапазоне СВЧ....Энциклопедический словарь естествознания
микроволновая спектроскопия—Термин микроволновая спектроскопияdd Термин на английском microwave spectroscopydd Синонимы dd Аббревиатуры dd Связанные термины колебательная спектроскопияdd Определение...Энциклопедический словарь нанотехнологий