Ферми-резонанс
Резонанс Ферми — это сдвиг энергий и интенсивностей полос поглощения в инфракрасном или рамановском спектре . Это следствие квантовомеханического смешивания волновых функций. [1] Явление объяснил итальянский физик Энрико Ферми .
Правила выбора и встречаемость
[ редактировать ]
Для возникновения резонанса Ферми должны быть выполнены два условия:
- Две колебательные моды молекулы преобразуются в соответствии с одним и тем же неприводимым представлением в своей молекулярной точечной группе . Другими словами, две вибрации должны иметь одинаковую симметрию (символы Малликена).
- По совпадению, переходы имеют очень схожие энергии.
Резонанс Ферми чаще всего возникает между фундаментальными и обертонными возбуждениями, если они почти совпадают по энергии. [ нужна ссылка ]
Резонанс Ферми приводит к двум эффектам. Во-первых, режим высокой энергии смещается в сторону более высокой энергии, а режим низкой энергии — в сторону еще более низкой энергии. Во-вторых, более слабая мода усиливается (становится более разрешенной), а более интенсивная полоса уменьшается. Эти два перехода можно описать как линейную комбинацию родительских режимов. Резонанс Ферми не приводит к появлению дополнительных зон в спектре, а скорее сдвигает зоны, которые в противном случае существовали бы.
Примеры
[ редактировать ]Кетоны
[ редактировать ]ИК-спектры большинства кетонов высокого разрешения показывают, что «карбонильная полоса» расщеплена на дублет. Расстояние между пиками обычно составляет всего несколько см. −1 . Это расщепление возникает из-за смешивания ν CO и обертона изгибных мод HCH. [2]
СО 2
[ редактировать ]В CO 2 деформационное колебание ν 2 (667 см −1 ) обладает симметрией Π u . Первое возбужденное состояние ν 2 обозначается 01 1 0 (нет возбуждения в моде ν 1 (симметричное растяжение), один квант возбуждения в изгибной моде ν 2 с угловым моментом вокруг оси молекулы, равным ±1, отсутствие возбуждения в моде ν 3 (асимметричное растяжение)) и явно преобразуется по неприводимому представлению Π u . Помещение двух квантов в моду ν 2 приводит к состоянию с компонентами симметрии (Π u × Π u ) + = Σ + г + Δ г . Они называются 02 0 0 и 02 2 0 соответственно. 02 0 0 имеет такую же симметрию (Σ + g ) и энергия, очень похожая на первое возбужденное состояние v 1, обозначаемая 100 (один квант возбуждения в режиме симметричного растяжения ν 1 , отсутствие возбуждения в режиме ν 2 , отсутствие возбуждения в режиме ν 3 ). Рассчитанная невозмущенная частота 100 равна 1337 см. −1 , и, пренебрегая ангармонизмом, частота 02 0 0 — 1334 см. −1 , в два раза больше 667 см −1 из 01 1 0. Штаты 02 0 Таким образом, 0 и 100 могут смешиваться, вызывая расщепление, а также значительное увеличение интенсивности 02. 0 0, так что оба 02 0 Переходы 0 и 100 имеют одинаковую интенсивность.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Кадзуо Накамото, «Инфракрасные и рамановские спектры неорганических и координационных соединений: теория и приложения в неорганической химии (том A)», Джон Уайли, 1997, ISBN 0-471-16394-5 .
- ^ Роберт М. Сильверстайн, Фрэнсис X. Вебстер, Дэвид Кимл, «Спектрометрическая идентификация органических соединений», 7-е изд., John Wiley & Sons, 2005, ISBN 0-471-39362-2 .
 | Эта квантовой химии, статья, посвященная незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее . |
 | Эта спектроскопии статья, посвященная , незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее . |