Cтраница 4
Спектры воды кроме того осложнены образованием димеров. Поэтому вода, как и другие растворители, мало применяется в ИК-слекгроекшии. Исследование строения вещества или анализ ведется в парах, в пленках или ( чаще всего) в смесях твердого вещества с инертным наполнителем, не поглощающим в ИК-области, например с КВг. Для характеристики относительной сложности ИК-спектра приводим на рис. 6 электронный и инфракрасный спектры фенола. [46]
![]() |
Спектр воды, адсорбированной цеолитом NaCaA. [47] |
На рис. 162 представлен спектр валентных колебаний молекул воды, адсорбированных цеолитами NaX и KNaX при разных заполнениях. В спектре воды, адсорбированной всеми исследованными цеолитами, кроме цеолита CsX, даже при самых небольших из изученных заполнений ( 00 1), наблюдаются узкие полосы поглощения свободных гидроксильных групп с частотами 3740, 3690 и 3665 см-1 для цеолитов LiNaX, NaX и KNaX, соответственно, и широкие полосы поглощения гидроксильных групп, связанных водородной связью, с максимумами около 3400 см-1. Полоса поглощения около 3240 см-1 обычно относится к обертону деформационного колебания воды, усиленного резонансом Ферми. [48]
Как видно, среднеквадратичная амплитуда смещения протона перестает зависеть от Т для интервалов времени, меньших 1013 сек, и стремится к постоянной величине. В спектре ИК воды обнаруживаются также две полосы, расположенные около 710 и 500 см-1. [49]
Метод СКР обладает несколькими преимуществами по сравнению с ИК-спектроскопией. Так, спектр КР воды в большинстве случаев не создает помех спектральным измерениям. [50]
Несмотря на то что спектр воды при частотах выше 4000 см - нами подробно не обсуждается, рассмотрим результаты некоторых исследований этой области спектра, позволяющие делать выводы о структуре воды. [51]
Измерения по методу пропускания и НПВО спектра поглощения приповерхностного слоя воды толщиной от 2 до 0 2 мк, прилегающего к подложке из AgCl, CaF2, А1203, Ge, Si, KRS-5, ИКС - - 24, ИКС-25 [68-71, 75, 166], приводят к одним и тем же значениям молярного поглощения. Более того, измерения спектра воды в порах селикагеля диаметром 0 002 мк [76] указывают на то, что и в этом состоянии вода имеет структуру, близкую к структуре, характерной для больших объемов. Таким образом, все проведенные к настоящему времени спектральные исследования воды показывают, что ни поверхность самой воды, ни поверхность граничащего с ней другого вещества не влияют на колебательный спектр молекул, если последние удалены от этой поверхности более чем на 10 А. [52]
Предварительные исследования взаимодействия молекул воды с молекулами органического растворителя позволили установить, что при достаточно низких концентрациях воды ( порядка 0 7 молъ / л и ниже) имеет место образование смешанных комплексов вода - - органический растворитель за счет образования водородных связей между ОН-группой воды и атомом азота органического растворителя. В этих условиях в спектре воды наблюдаются две четкие полосы поглощения с частотами 3540 и 3630 см-1 для растворов воды в ацетонитриле и 3420 и 3670 см 1 - в пиридине. [53]
Весьма многообещающие результаты были получены при исследовании релаксационных процессов для молекул с Н - связями, адсорбированных на поверхностях твердых тел. Мейс и Брейди [1366] изучили спектры ЯМР воды, адсорбированной на ТЮ2, и нашли, что молекулы Н2О теряют подвижность, когда покрытие достигает одного монослоя. При более толстых покрытиях ширина линии указывает на возникновение структуры, подобной структуре льда. Хикмотт и Селвуд [917] измерили протонную релаксацию для спиртов и воды, адсорбированных на твердых катализаторах. Эти две работы открывают новую область, а именно исследование роли Н - связи в особых химических свойствах адсорбированных молекул. [54]
Для этого можно было воспользоваться спектрами воды в тех кристаллогидратах ( рис. 13), в которых, во-первых, полосы поглощения хорошо разделяются, во-вторых, в области проявления v2a ( - 3200 см 1) наблюдается отчетливая полоса и, в-третьих, общее число полос поглощения в области VOH-KO - лебаний на единицу больше удвоенного числа неэквивалентных молекул воды, входящих в решетку данного кристалла. [55]
Подъем выше канала 155 обусловлен постепенным уменьшением интенсивности квазиупругой составляющей. Разностные кривые получены путем поканального вычитания спектра воды из спектров растворов солей. [57]