1

Moleküllerin çeşitli kompleksler oluşturduğu bilinmektedir. Su buharının yoğunluğu 10-3 g/cm3 veya daha azdır. Moleküller arasındaki mesafe ≈ 30 Ǻ'dir. Bu koşullar altında moleküller titreşim ve dönme hareketleri gerçekleştirir, dolayısıyla bu toplanma halindeki suyun spektrumu çok sayıda çizgiden oluşur.

Suyun katı fazı olan buzun da tek varoluş biçiminden çok uzak olduğu ortaya çıktı. Doğada en yaygın olanı ve bu nedenle en iyi inceleneni, atmosferik basınçta ve sıcaklığın 0°C'nin altına kademeli olarak düşmesiyle oluşan altıgen buzdur. -130°C'ye soğutulduğunda, kristal kafes içindeki moleküllerin farklı düzenlenmesiyle kübik buz oluşur, ancak yine de tamamen aynı absorpsiyon spektrumu vardır. Sıcaklığın daha da azalmasıyla (-150 ° C'nin altında) amorf veya camsı buz oluşur.

Aşırı tonlu titreşimler. 14.000 ila 3750 cm-1 frekans aralığında, suyun her üç izotopik analogunun spektrumları -9 ila 400 ° C arasındaki sıcaklıklarda ölçülmüştür. Sıcaklık arttıkça, tüm bantlar daha yüksek frekanslara doğru yumuşak bir geçiş yaşar ve bunların +60°C'den itibaren yoğunluklar monoton olarak artar.

Farklı malzemelerden yapılmış pencereler arasında bulunan sıvı suyun iletim spektrumları birbirinden önemli ölçüde farklıdır. Bununla birlikte, yansıma düzeltmeleri yapıldıktan sonra, en dikkatli ölçümlerde bile, katı bir alt tabakanın yüzeyi tarafından verilen 1-2 mikronluk sıvı su tabakasının spektrumunda hiçbir değişiklik tespit edilememiştir.

Devrelerin belirtilen frekanslarını bileşenlere ayırdıktan sonra aşağıdaki parametreler elde edildi:

Suyun deformasyonu ve moleküller arası titreşimleri. Sıvı suyun spektrumu, gerilme titreşim bantlarına ek olarak deformasyon, salınım ve öteleme titreşim bantlarının yanı sıra bileşik titreşim bantlarını da içerir.

Çözünme işlemi sırasında gelen iyonlar ve moleküller bir hidrasyon kabuğu ile çevrelenir. Bu durumda hidrasyon katmanındaki su molekülleri ile merkezi iyon arasındaki bağlantı, sıvı sudaki moleküller arasındaki bağlantılardan farklı olacaktır. Sonuç olarak hidrasyon katmanındaki su moleküllerinin titreşim frekansları, saf su moleküllerinin titreşim frekanslarından farklı olacaktır.

Hidrojen atomlarının termal titreşimleri nedeniyle yansımaların bulanıklaşması, nötron kırınımı çalışmalarının x-ışını çalışmalarına göre neredeyse tüm avantajlarını ortadan kaldırır. Kızılötesi spektroskopi yöntemi, bir dizi özelliğin oluşturulmasını, hidrojen bağının yapısının özelliklerini belirlemeyi, belirli grupların titreşim frekanslarını belirlemeyi, bantlarının yoğunluğunu, kinetik özelliklerini ve bir dizi başka özelliği hesaplamayı mümkün kılar.

Bibliyografik bağlantı

T.I. Shishelova, M.O. FARKLI TOPLAM DURUMLARINDA SU SPEKTRUMU Muravyov // Modern doğa bilimindeki gelişmeler. – 2010. – Sayı. 10. – S. 53-54;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=9084 (erişim tarihi: 17.12.2019). "Doğa Bilimleri Akademisi" yayınevinin yayınladığı dergileri dikkatinize sunuyoruz

G.E. Bordina, G.M. Zubareva,
Genel ve Biyoorganik Kimya Bölümü

İnceleme, suyun kızılötesi spektroskopisine ilişkin ana literatür verilerini analiz etmeye çalışmaktadır. Bu verilere dayanarak, suyun yapısının incelenmesinde düşük çözünürlüklü IR spektroskopisinin kullanılma olasılığı ve mevcut maddelerin sulu çözelti bazının ve biyolojik sıvıların durumu üzerindeki etki derecesi hakkında bir sonuca varılmıştır.

IR spektroskopisi yöntemi, çok kısa sürelerde moleküllerin göreceli konumları hakkında bilgi edinmenin yanı sıra, sulu sistemlerin yapısal ve bilgi özelliklerini incelerken temel olarak önemli olan aralarındaki bağlantının doğasını değerlendirmeyi mümkün kılar. .

Birbirine göre sabit konumlardan uzakta bulunan molekül çekirdeklerinin sürekli titreşim halinde olduğu bilinmektedir. Bu salınımların önemli bir özelliği sınırlı sayıda temel salınımlarla (normal modlar) tanımlanabilmeleridir. Normal mod, çekirdeklerin aynı frekansta ve aynı fazda salındığı bir salınımdır. Su moleküllerinin üç normal modu vardır (Şekil 1).

Şekil 1 Su moleküllerinin temel titreşim frekansları

ν 1 (OH) ve ν 3 (OH) titreşimleri sırasındaki nükleer hareketler neredeyse O-H bağları boyunca meydana gelir; bu modlara genellikle bağ germe titreşimleri (veya δ OH) veya germe titreşimleri denir. O-N bağlantıları. ν2 (OH) titreşimleri sırasında, H çekirdekleri O-H bağlarına neredeyse dik bir yönde hareket eder, ν2 moduna H – O – H bağının bükülme titreşimi veya hidrojen bağının bükülme titreşimi denir. ν 3 moduna, simetrik esneme titreşimi ν 1'in aksine, asimetrik esneme titreşimi adı verilir.

Bir su molekülünün temel titreşim durumundan, ν2 moduyla tanımlanan uyarılmış duruma geçişi, 1594,59 cm-1'deki kızılötesi banda karşılık gelir.

Suyun IR spektrumları üzerine yapılan çalışmalar çok sayıda yayınlar, titreşim frekansları ve bunların atanması hakkındaki bilgiler sadece örtüşmekle kalmıyor, aynı zamanda çelişkili. Sıvı su spektrumunda absorpsiyon bantları, su buharı spektrumundaki karşılık gelen bantlara göre önemli ölçüde genişler ve kaydırılır. Konumları sıcaklığa bağlıdır. Sıvı su spektrumundaki bireysel bantların sıcaklığa bağımlılığı çok karmaşıktır. Ek olarak, OH gerilme titreşimleri bölgesindeki spektrumun karmaşıklığı, varlığıyla açıklanabilir. çeşitli türler ilişkiler, bir hidrojen bağındaki OH gruplarının armonilerinin ve bileşik frekanslarının tezahürü ve ayrıca tünel etkisi proton (röle mekanizmasına göre). Spektrumun bu karmaşıklığı, yorumunu zorlaştırmakta ve bu konuda literatürdeki çelişkiyi kısmen açıklamaktadır.

Hidroksil grubu -OH, spektrumun IR bölgesindeki spektrumu güçlü bir şekilde absorbe etme kapasitesine sahiptir. Polariteleri nedeniyle bu gruplar genellikle birbirleriyle veya diğer polar gruplarla etkileşime girerek molekül içi ve moleküller arası hidrojen bağları oluşturur. Hidrojen bağlarının oluşumuna katılmayan hidroksil grupları genellikle spektrumda dar bantlar verir, bağlı gruplar ise daha düşük frekanslarda yoğun geniş absorpsiyon bantları verir. Frekans kaymasının büyüklüğü hidrojen bağının kuvveti ile belirlenir. Literatürde, temel frekanslar (2,5 - 6,0 μm (4000-1600 cm -1)) ve yakın (0,7-2,0 μm (14300-5000 cm -1) bölgesinde absorpsiyon bantlarının atanmasına ilişkin veriler bulunmaktadır. ) ve uzak (20–16 µm (50–625 cm -1)).

Temel frekansların bölgesi en çok çalışılan bölgedir. Monomerik su için 3725 ve 3627 cm -1'deki bantlar OH grubunun simetrik ve antisimetrik titreşimlerine, 1600 cm -1'deki bantlar ise H-O-H'nin bükülme titreşimine atfedilir. Su dimerlerinin açık bir yapıdan (2) ziyade iki hidrojen bağına (1) sahip siklik bir yapıya sahip olabileceğine dikkat edilmelidir (Şekil 2).

İncir. 2. Su dimerlerinin yapısı: 1 – döngüsel; 2 – açık

Sıvı su için spektrumun diğer bölgelerinde de absorpsiyon bantları gözlenmektedir. Bunların en yoğunları 2100, 710-645 cm-1'dir.

Sıvı suyun spektrumundaki bantların ataması Tabloda verilmiştir. 1. Tabloda. Şekil 2'de dalga sayıları ve dalga boylarının yanı sıra titreşim türleri de gösterilmektedir.

Su monomerlerinden dimer ve trimerlere geçerken O-H bağının gerilme titreşimlerinin maksimum emilimi daha düşük frekanslara doğru kayar. Aksine H-O-H deformasyon titreşimlerinde daha yüksek frekanslara doğru bir kayma gözlenmektedir. 3546 ve 3691 cm-1'deki absorpsiyon bantları (H20)2 dimerlerin gerilme modlarına atanmıştır. Bu frekanslar, izole edilmiş su moleküllerinin V1 ve V3 gerilme modlarından (sırasıyla 3657 ve 3756 cm-1) önemli ölçüde düşüktür. 3250 cm-1'deki bant, bükülme titreşimlerinin üst tonlarını temsil etmektedir. 3250 ve 3420 cm-1 frekansları arasında Fermi rezonansı mümkündür (bu rezonans, rastgele üst üste geldiklerinde bir titreşimin yoğunluğunun diğerinden ödünç alınmasıdır).

Tablo 1. Sıvı su spektrumunda frekansların atanması.

Salınım Türleri

Maksimum soğurma bantlarının konumları cm-1

Burulma νL

Deformasyon ν2

Bileşik νL + ν2

Değerlik simetrik ν1

Değerlik simetrik ν3

Armoniler 2ν2

1620 cm-1'deki soğurma bandı dimerin deformasyon moduna atanmıştır. Bu frekans, izole edilmiş bir molekülün deformasyon modundan (1596 cm -1) biraz daha yüksektir. Sıvıdan katı duruma geçiş sırasında suyun deformasyon titreşim bandının daha yüksek frekanslara doğru kayması, O-H bağının bükülmesini önleyen ek bir kuvvetin ortaya çıkmasına bağlanmaktadır. Deformasyon soğurma bandının frekansı 1645 cm -1'dir ve sıcaklığa çok az bağlıdır. 1595 cm -1 frekansındaki serbest bir moleküle geçerken de çok az değişiklik gösterir. Bu frekans tuz çözeltilerinde de çok az değişir. Oldukça kararlı olduğu ortaya çıkıyor, sıcaklık değişimleri, tuzun çözünmesi ve faz geçişleri diğer tüm frekansları önemli ölçüde etkiliyor. Zundel (1971), deformasyon titreşimlerinin sabitliğinin moleküller arası etkileşim süreçleriyle, yani moleküllerin birbirleriyle ve katyonlarla etkileşiminin bir sonucu olarak su molekülünün bağ açısındaki bir değişiklik nedeniyle ilişkili olduğunu öne sürmektedir. anyonlar

Tablo 2. Temel frekans aralığında suyun IR absorpsiyon spektrumları.

Sistem

Salınım tipi

Dalga numarası cm-1

Monomer (buhar)

3756 3652 3657 1595

Monomer (katı)

Değerlik O-N Deformasyonu OLMAYAN

3725 3627 1600 1615

Dimer (katı)

Değerlik O-N Deformasyon N-A-N

3691 3546 1620 1610-1621

Trimer (katı)

Değerlik O-N Deformasyon N-A-N

3510 3355 1633

Daha yüksek moleküler ağırlıklı oligomerler (katı)

Değerlik O-N Deformasyon N-A-N

3318 3360 3270 3256 3240 3222 3210 1644-1645 1635 1585

Polimer su (sıvı)

Değerlik O-N Deformasyon N-A-N

3480±20 3425±10 1645±5

Kızılötesi spektroskopiyi tıpta kullanmanın zorlukları sadece teknik değil, aynı zamanda titreşim frekanslarını belirlemede ve bunları bir veya başka bir kimyasal bağa atamada matematiksel analizin kullanılmasına izin veren bir tekniğin eksikliğiyle de ilişkilidir.

Sunulan veriler, kızılötesi spektroskopinin sonuçlarına dayanarak sulu sistemlerin analizi için kimyasal olarak güvenilir, tekrarlanabilir, standartlaştırılabilir bir yöntem geliştirmenin mümkün olduğunu ikna edici bir şekilde kanıtlıyor. Bu bağlamda, düşük çözünürlüklü IR spektroskopisi, geçirgenlik katsayılarındaki dalgalanmalar yoluyla, incelenen sistemde mevcut olan maddelerin sulu çözelti bazının yapısal organizasyonu ve biyolojik üzerindeki etki derecesinin belirlenmesini mümkün kılan belirli avantajlar sunar. sıvılar.

Edebiyat:

1. Wilson J.S., Korsten M.A., Lieber C.S. // Hepatoloji. 1986.v. 6., N 5., s. 823-829
2. Yukhnevich G.V. Suyun kızılötesi spektroskopisi. M. 1973. 207 s.
3. Zatsepina G.N. Fiziki ozellikleri ve su yapısı. M. 1987. 170'ler
4. Karyakin A.V. Kriventsova G.A. Organik ve inorganik bileşiklerde suyun durumu. M. 1973. 175 s.
5. Antonchenko V.Ya., Davydov A.S., Ilyin V.V. Su fiziğinin temelleri. Kiev. 1991. 667 s.
6. Privalov P.L. Su ve biyolojik sistemlerdeki rolü.// Biophysics 1968. v. 13. 1 numara. s.163-177.
7. Gribov L.A. Moleküler spektroskopiye giriş. M. 1976. 260 s.
8. Mitchell J., Smith D. Aquametri: Trans. İngilizceden M. 1980. 600 s.
9. Kargapolov A.V., Zubareva G.M., Bordina G.E. // 27.04.2000 tarihli N2148257 görselinin patenti.
10. Eisenberg D., Kautsman V. Suyun yapısı ve özellikleri. : Başına. İngilizceden L. 1975. 280 s.
11. Rakhmanin Yu.A., Kondratov V.K. Su kozmik bir olgudur. Kooperatif özellikleri, biyolojik aktivite. M. 2002. 427 s.
12. Verbalovich V.P. Biyolojik membranların kızılötesi spektroskopisi. Bilim. Kazak SSR. Alma-Ata.1977. 127'ler.
13. Chapman D., Kamat U., Lereine R. // Bilim. 1968.v.160. N 3825. s.314-316.

Rusya Federasyonu Eğitim ve Bilim Bakanlığı
Perm Devlet Ulusal Araştırma Üniversitesi
Kimya fakültesi
Analitik Kimya Bölümü

Suyun optik özellikleri

bir öğrenci tarafından tamamlandı

4 kurs KAH
Malenkikh Yulia

Perma 2011

Giriş………………………………………………………………………………….3

1. Suyun spektroskopisi. IR, UV spektrumları………………………………………4-7
1.1 Fiziksel açıklama……………………………………………………..4-5
1.2 IR spektrumları…………………………………………………………………………………5-7
1.3 UV spektrumları……………………………………………………………………………….7
2. Görünür bölgede su emilimi. Suluboya……………………………8-11
3. Su ve küresel ısınma………………………………………………………12-15
3.1. Kümelenme………………………………………………………………..13-15

Sonuç………………………………………………………………………………….17

Referanslar……………………………………………………………18

giriiş
Işığın madde ile etkileşimi doğada çok önemlidir. Bir malzemenin ışık açısından en temel özelliği, dalga boyuna bağlı olarak ışığı ne kadar absorbe ettiğidir.
Maddenin elektromanyetik radyasyonla etkileşimi farklı uzunluklar dalgalara çeşitli eşlik ediyor fiziksel süreçler. Radyasyon kısmen veya tamamen yansıtılabilir veya emilebilir, ayrıca başka değişikliklere de uğrayabilir.
Görünür, kızılötesi ve ultraviyole elektromanyetik radyasyon, spektrumun optik bölgesi olarak adlandırılan bölgeyi oluşturur.
Spektrumun optik bölgesindeki dalgaların frekansları zaten atomların ve moleküllerin doğal frekanslarıyla karşılaştırılabilir ve uzunlukları da moleküler boyutlar ve moleküller arası mesafelerle karşılaştırılabilir. Bu sayede maddenin atomik yapısından kaynaklanan olaylar bu alanda önem kazanmaktadır. Işık enerjisinin seçici emilimi ile makromolekülün enerji durumu, elektron geçişleri, atom çekirdeğinin titreşimleri, çekirdeğin dönmesi, elektronlar, atom grupları, molekülün bir bütün olarak öteleme ve dönme hareketi gibi molekül içi süreçlerin bir sonucu olarak değişir. .

Enerji değişikliklerinin kaydı, spektral araştırma yöntemlerinin temelidir.
Oldukça geniş bir enerji aralığı boyunca absorpsiyon ve yansıma katsayıları gibi optik sabitlerin belirlenmesi, maddelerin bazıları fotoabsorbsiyonla ilgisiz gibi görünen bazı özellikleri hakkında bilgi sağlayabilir. Hepsinden önemlisi, bir maddenin yüklü parçacıklardan oluşan bir akışla etkileşiminin, onun tam optik spektrumunda tanımlanabilmesidir. Spektral analiz, 19. yüzyılın sonlarından bu yana spektral özelliklerin belirlenmesinde yer almış, analiz yöntem ve ekipmanlarını sürekli geliştirmiştir.
Bu nedenle spektral analiz, çeşitli toplanma durumlarındaki maddelerin yapısını açıklamak için iyi bir araçtır.
Özellikle suyun optik özelliklerine ilişkin bilgi, onun yapısını, özelliklerini ve ayrıca insanların günlük yaşamda her gün karşılaştığı bir dizi ilginç olguyu açıklayabilir.
Bu çalışmada, Dünya üzerindeki en önemli maddelerden biri olan suyun optik özellikleri ele alınacaktır.

^ 1. Suyun spektroskopisi. IR, UV spektrumları
1.1 Fiziksel açıklama
Spektroskopi yöntemi, çok kısa sürelerde moleküllerin göreceli konumları hakkında bilgi edinmenin yanı sıra, sulu sistemlerin yapısal ve bilgi özelliklerini incelerken temel olarak önemli olan aralarındaki bağlantının doğasını değerlendirmeyi mümkün kılar.
Birbirine göre sabit konumlardan uzakta bulunan molekül çekirdeklerinin sürekli titreşim halinde olduğu bilinmektedir. Bu salınımların önemli bir özelliği sınırlı sayıda temel salınımlarla (normal modlar) tanımlanabilmeleridir. Normal mod, çekirdeklerin aynı frekansta ve aynı fazda salındığı bir salınımdır. Su moleküllerinin üç normal modu vardır (Şekil 1).

ν 1 (OH) ν 2 (OH) ν 3 (OH)
3656,65 cm -1 1594,59 cm -1 3755,79 cm -1
Şekil 1 Su moleküllerinin temel titreşim frekansları
ν1 (OH) ve ν3 (OH) titreşimleri sırasındaki nükleer hareketler neredeyse O-H bağlarının yönü boyunca meydana gelir; bu modlara genellikle bağ germe titreşimleri (veya δOH) veya O-H bağının gerilme titreşimleri denir.
ν2 (OH) titreşimleri sırasında, H çekirdekleri O-H bağlarına neredeyse dik bir yönde hareket eder, ν2 moduna H – O – H bağının bükülme titreşimi veya hidrojen bağının bükülme titreşimi denir.
ν 3 moduna, simetrik esneme titreşimi ν 1'in aksine, asimetrik esneme titreşimi adı verilir.
Su molekülü, dönüş sırasında çok küçük bir atalet momentine sahiptir ve bu, onbinlerce ila milyonlarca soğurma çizgisi içeren zengin birleşik titreşim-dönme spektrumlarına yol açar. Suyun spektrumu, gerilme titreşim bantlarına ek olarak deformasyon ve salınım titreşim bantlarını da içerir. ν L(X, Y, Z eksenleri etrafında) ve ayrıca bileşik titreşim bandı ν 2+ L
Bir su molekülünün temel titreşim durumundan, ν2 moduyla tanımlanan uyarılmış duruma geçişi, 1594,59 cm-1'deki kızılötesi banda karşılık gelir.
1.2 IR spektrumları
Suyun IR spektrumlarının incelenmesiyle ilgili çok sayıda yayın olmasına rağmen, titreşim frekansları ve bunların atanması hakkındaki bilgiler sadece örtüşmekle kalmıyor, aynı zamanda çelişkili de. OH gerilme titreşimleri bölgesinde spektrumda bir komplikasyon vardır; bu, çeşitli türdeki ilişkilerin varlığı, bir hidrojen bağındaki OH gruplarının üst tonlarının ve bileşik frekanslarının tezahürünün yanı sıra tünelleme etkisiyle açıklanabilir. proton (röle mekanizmasına göre). Spektrumun bu karmaşıklığı, yorumunu zorlaştırmakta ve bu konuda literatürdeki çelişkiyi kısmen açıklamaktadır.
Değişiklikler çevre Bir su molekülünün etrafında meydana gelen değişiklikler, spektral çizgilerde önemli bir değişikliğe yol açar. Hidrojen bağlarının sayısındaki bir artış, tepe noktasının daha düşük frekanslara doğru kaymasına yol açacaktır (Şekil 2).

Sıvı suda, moleküler titreşimler zirveyi uzatır ve onu buza göre daha yüksek frekanslara kaydırır (hidrojen bağı zayıflar, kovalent OH bağları güçlenir, bu da bunların daha yüksek frekanslarda titreşmesine neden olur).

Sıvı su spektrumunda, soğurma bantları, su buharı spektrumundaki karşılık gelen bantlara göre önemli ölçüde genişler ve kaydırılır (Şekil 2).

^ Şekil 2 Çeşitli toplanma durumlarında su spektrumları.
Bu olgunun açıklaması aşağıdaki gibi görünmektedir. Hidroksil grubu -OH, spektrumun IR bölgesinde güçlü bir şekilde absorbe etme kapasitesine sahiptir. Polariteleri nedeniyle bu gruplar genellikle birbirleriyle veya diğer polar gruplarla etkileşime girerek molekül içi ve moleküller arası hidrojen bağları oluşturur. Hidrojen bağlarının oluşumuna katılmayan hidroksil grupları genellikle spektrumda dar bantlar verir, bağlı gruplar ise daha düşük frekanslarda yoğun geniş absorpsiyon bantları verir. Frekans kaymasının büyüklüğü hidrojen bağının kuvveti ile belirlenir.
Temel frekansların bölgesi en çok çalışılan bölgedir. Monomerik su için 3725 ve 3627 cm -1'deki bantlar OH grubunun simetrik ve antisimetrik titreşimlerine, 1600 cm -1'deki bantlar ise H-O-H'nin bükülme titreşimine atfedilir. Su dimerlerinin açık bir hidrojen bağı (2) yerine iki hidrojen bağına (1) sahip döngüsel bir yapıya sahip olabileceğine dikkat edilmelidir (Şekil 3).
N

\ OHHH

HAYIR/AÇIK. . . H-O

N
(1) (2)
Şek. 3. Su dimerlerinin yapısı: 1 – döngüsel; 2 – açık
Su monomerlerinden dimer ve trimerlere geçerken O-H bağının gerilme titreşimlerinin maksimum emilimi daha düşük frekanslara doğru kayar. Aksine H-O-H deformasyon titreşimlerinde daha yüksek frekanslara doğru bir kayma gözlenmektedir.
Suyun spektral özellikleri şüphesiz içinde çözünen maddelerden etkilenecektir.

Çözünme işlemi sırasında sudaki iyonların bir hidrasyon kabuğu ile çevrelendiği açıktır. Bu durumda hidrasyon tabakasının molekülleri ile merkezi iyon arasındaki bağlantı, sıvı sudaki moleküller arasındaki bağlantılardan farklı olacaktır. Sonuç olarak hidrasyon katmanındaki su moleküllerinin titreşim frekansları, saf suyun titreşim frekanslarından farklı olacaktır. Öte yandan, suyun sahte örgüsüne hidratlanmış bir iyonun sokulması, kural olarak, deformasyonunun bir kısmına neden olur ve bu, suyun titreşim spektrumundaki bir değişiklikle hemen kendini gösterir. Bu nedenle, tuzların ve moleküllerin sudaki çözünmesiyle ilişkili her iki etkiye de titreşim spektrumunda bir değişiklik eşlik etmelidir.

Suda bulunan anyonlar, su üzerindeki etkilerine göre "kosmotrop" veya "kaotrop" olarak sınıflandırılabilir; İyonik kosmotroplar (örneğin, F -), spektrumun genişlemesine ve düşük frekanslara doğru kaymasına neden olurken, kaotroplar (örneğin, I -), daralmaya ve yüksek frekanslara doğru kaymaya neden olur.
1.3 UV spektrumları
Su için ultraviyole bölgede elektromanyetik radyasyonun soğurulması yalnızca çok küçük bir dereceye kadar kaydedilmiştir.

UV emilimi ~125 nm, OH + H'ye ayrışmaya yol açar (foto ayrışma; daha fazla enerjinin emilmesi yüklü parçacıklar üretir).

^ 2. Görünür bölgede su emilimi. Su rengi
Suyun elektromanyetik radyasyon spektrumunun görünür kısmına karşı neredeyse şeffaf olduğunu söyleyebiliriz. Milyonlarca yıldır bu özellik fotosentez işleminin gerçekleştirilmesini mümkün kılmakta ve su, enerji kullanılarak biyokütle ve oksijen üretimine olanak sağlamaktadır. Güneş ışığı ve karbondioksit.
Ancak yaşam deneyimine dayanarak suyun mavi veya yeşilimsi bir renge sahip olduğu söylenebilir.
Suyun rengi oldukça popüler bir yanılgıdır ve aynı zamanda bilimsel araştırmaların da konusudur.
Arıtılmış su ile dolu uzun bir tüpten bakıldığında suyun mavi rengi çıplak gözle rahatlıkla görülebilmektedir.
Deney sırasında 3 m uzunluğunda ve 4 cm çapında, uçlarında pleksiglas göz merceği bulunan alüminyum tüpler kullanıldı. Deneye katılan 10 kişiden her biri tüpten bakarken mavi rengi gördüğünü bildirdi.

Döteryum suyuyla dolu bir tüpün içine bakan gözlemciler, bunun şeffaf olduğunu söyledi.
Gerçekten de saf suyun bir bakıma rengi vardır. Bu olgu şu şekilde açıklanabilir.
Su, basit bir triatomik molekül olan H2O'dur ve tüm elektronik absorpsiyonu yalnızca elektromanyetik spektrumun ultraviyole bölgesinde meydana gelir ve bu nedenle spektrumun görünür bölgesindeki absorpsiyon (veya daha doğrusu yokluğu) sorumlu değildir. suyun rengi. Suyun spektrumunu ele alalım.
Suyun mavi tonu kendine özgü bir özelliktir ve beyaz ışığın seçici olarak soğurulması ve saçılmasından kaynaklanır.

Mavi renk, 739 nm'de küçük bir tepe noktası ve 836 nm'de bir omuz ile görünür spektrumun kırmızı bölgesinden geçen üst tonlar ve titreşim soğurma bantlarının birleşiminden kaynaklanır. Suyun bu soğurma spektrumu (kırmızı ışık, mavi ışıktan 100 kat daha fazla emer), mavi ışığın kırmızı ışıktan beş kat daha fazla saçılması gerçeğiyle birlikte göllerin, nehirlerin ve okyanus suyunun mavi rengine katkıda bulunur.
Böylece, basitçe söylemek gerekirse, güneş ışınları kısmen su yüzeyinden yansır ve hava ile su arasındaki arayüzde kırılır. Su sütununa girdikten sonra dağılırlar ve emilirler.

Güneş spektrumunun kısa dalga boyuna sahip mor ve mavi ışınları, uzun dalga boyuna sahip kırmızı ve sarı ışınlara göre daha güçlü şekilde saçılır ve daha az emilir. Kırmızı ve sarı ışınların zayıf bir şekilde dağılması ve su tarafından daha güçlü bir şekilde emilmesi nedeniyle görünmezler. Deniz suyu mavi, mavi veya yeşilimsi renktedir.


Suda çözünmüş veya askıda kalmış yabancı maddeler suya farklı renkler verebilir. Çoğu zaman suyun rengini yeşile doğru değiştirirler. Bu nedenle sığ sularda ve suda çok fazla yabancı maddenin bulunduğu açık okyanusta yeşil renk tonları vardır. Daha az yabancı madde içeren açık okyanus ve derin denizlerin suyu mavidir. Örneğin, koloidal silika bazı, çoğunlukla hidrotermal rezervuarların belirgin mavi rengine katkıda bulunabilir.
Buz da aynı nedenlerden dolayı mavidir.
Bununla birlikte, sıvı D 2 O kırmızı bölgede emilmez (absorbsiyon bandı kızılötesine kaydırıldığı için) ve prensip olarak şeffaf olmalıdır. Yalnızca ışık saçılımının etkisiyle mavi görünebilir.
^ Aşağıda döteryum suyu ve sıradan suyun spektrumlarının karşılaştırmaları bulunmaktadır.

Suyun rengine bir dereceye kadar başka bir olgu da katkıda bulunur: Denizlerin ve göllerin yüzeyleri genellikle gökyüzünün mavi ışığını yansıtır ve bu da onlara mavi bir renk verir.

Doğal olarak başka bir soru ortaya çıkıyor: Gökyüzünün mavi rengi yukarıda anlatılan su olgusuyla mı ilgili?
Gökyüzünün renginin atmosferdeki su buharından kaynaklandığını düşünebilirsiniz ancak bu durumda farklı nitelikte bir olay meydana gelir.

Gökyüzü mavi görünür çünkü hava kısa dalga boyundaki ışığı uzun dalga boyundaki ışıktan daha fazla dağıtır. Mavi, görünür spektrumun kısa dalga boyunda olduğu için atmosfere kırmızıdan daha fazla dağılır. Bu sayede gökyüzünün Güneş dışındaki bir kısmına baktığımızda, güneş ışınımının saçılmasının sonucu olan mavi ışığı göreceğiz. Gün batımı ve şafak vakti ışık, dünya yüzeyine teğetsel olarak hareket eder, böylece ışığın atmosferde kat ettiği yol, gündüze göre çok daha uzun olur. Bu nedenle mavi ve hatta yeşil ışığın büyük bir kısmı saçılma sonucu doğrudan güneş ışığını bırakarak, güneşin doğrudan ışığının ve aydınlattığı bulutların ve ufka yakın gökyüzünün kırmızıya boyanmasına neden olur.
Doğal olarak, farklı bir atmosferik kompozisyonla, örneğin diğer gezegenlerde, gün batımı da dahil olmak üzere gökyüzünün rengi farklı olabilir. Örneğin Mars'ta.
Ancak su katkısını sağlar. Yani bulutlu havalarda doğrudan güneş ışığının büyük bir kısmı yere ulaşmaz. Ona ulaşan şey havada asılı kalan su damlacıkları tarafından kırılır. Pek çok damla vardır ve her birinin kendine özgü bir şekli vardır ve bu nedenle kendi yöntemiyle bozulur. Yani bulutlar gökyüzünden ışık saçar ve bunun sonucunda yere beyaz ışık ulaşır. Bulutlar büyükse ışığın bir kısmı emilir ve gri ışık oluşur.

^ 3. Su ve küresel ısınma
Ultra dağılmış haldeki su, hem troposferde hem de stratosferin alt katmanlarında bulunur. Atmosferin değişken bir bileşenidir ve son derece önemli işlevleri yerine getirir.
Su, atmosferdeki güneş ışığının ana emicisidir. Atmosferdeki yaklaşık 13 milyon ton su (kütlenin ~%0,33'ü), çoğunlukla suyun güçlü emilim gösterdiği kızılötesi bölgede olmak üzere, tüm atmosferik radyasyon emiliminin yaklaşık %70'ini oluşturur. Bu sera etkisine önemli ölçüde katkıda bulunur. Bu, bir yandan Dünya'da istikrarlı bir termal rejim, iklimin sabitliği ve yaşam koşullarının sağlanmasını sağlarken, diğer yandan burada herkesin bildiği bir olgunun oluşmasından oluşan olumsuz bir geri bildirim etkisi iş başındadır. bugün - küresel ısınma.
Atmosferdeki su içeriği büyük ölçüde değişiklik gösterir: Tropikal bölgelerin sıcak ve nemli havasındaki su içeriği ile kutup bölgelerinin soğuk ve kuru havasındaki su içeriği arasında yaklaşık 100 kat fark vardır.

IR bölgesindeki suyun emilmesi yukarıda tartışılmıştır.
Bir yandan, daha önce de söylendiği gibi, su ultraviyole bölgede nispeten az emer, ancak son yıllar Hayatı zararlı sert UV'den korumadaki rolü açıklığa kavuşturuldu. Dünyadaki canlı organizmalar için en tehlikeli olanı 4,0 ila 6,2 eV aralığındaki ultraviyole radyasyondur. UV kuantumunun tek soğurucusu olarak kabul edilen ozon, bilindiği gibi 5,6 ila 6,2 eV enerjili radyasyonu dağıtmaz; en zorlu bileşen. Ozon molekülüne ek olarak önemli sayıda su molekülü de içeren karmaşık bir sistemin kuantum mekanik hesaplamaları kullanılarak yapılan analiz, bu sistemin, suyun Dünya'yı sert hava koşullarından korumada önemli bir rolü olduğunu gösteren özelliklerini tanımlamayı mümkün kıldı. morötesi radyasyon.
İlk üç uyarılmış elektronik duruma geçişler, tek bir ozon molekülünün 2 ila ~ 5,5 eV aralığındaki radyasyonu absorbe etmesini sağlar.
Stratosferde bulunan mikro kristaller ve mikro damlacıklar, yaklaşık 6 eV'lik bir enerjiye sahip kuantumu emerek iletken hale gelir.
Ozon molekülü hidrofilik değildir, ancak su moleküllerinin bir birleşimi ile koordinasyonu, elektronik absorpsiyon spektrumunu önemli ölçüde değiştirerek bantları gözle görülür şekilde daha kısa dalga boylarına doğru kaydırır. Sonuç olarak, 2 ila 5 eV aralığında absorpsiyon olasılığı azalır, ancak 5 eV'nin üzerine çıkar; bu, bireysel su kümelerinde olduğu gibi, bölgede UV radyasyonunun 5,5 ila 6,2 eV arasında dağılmasını sağlar.

Böylece, atmosferde ozondan gözle görülür derecede daha büyük miktarlarda bulunan su, onunla etkileşime girerek, yalnızca ozonun ilettiği güneş ışınımının UV spektrumunun bu bölgesinde absorbe etmekle kalmaz, aynı zamanda Dünya'yı UV kuantumundan koruma verimliliğini de önemli ölçüde artırır. 4 ila 5,5 eV'lik bir enerji.

3.1. Kümeleme
Son zamanlarda atmosferik etkiler dikkate alınırken kümelenme gibi bir olgu da dikkate alınmaktadır. Yukarıda tartışılan ozonun su ile koordinasyonu kısmen bu olguya atfedilebilir.

Atmosferdeki nem, ince dağılmış fraksiyon kümeleri şeklinde olabilir. Kümelerdeki moleküller birbirlerine hidrojen bağlarıyla bağlanır. Su kümelerinin özelliklerini incelemek, sıvı suyun özellikleri hakkındaki bilgimizi genişletmemize olanak tanır. Sıvı haldeki su, basit bir molekül karışımı değil, karmaşık ve dinamik olarak değişen su kümeleri ağıdır. Her bir küme kısa bir süre yaşar ancak suyun yapısını etkileyen şey kümelerin davranışlarıdır. Su kümelerinde moleküllerin hareketleri, seyreltilmiş su buharına göre daha fazla ilişkilidir, ancak hacimli sudaki tipik hareketlerinden farklıdır. Moleküllerin hareketinin doğası, su agregatının stabilitesini ve yapısını etkiler. 10'dan 50'ye kadar su molekülü içeren kümelerin dipol momenti 15 D değerine ulaşır. On veya daha fazla molekül içeren su kümeleri elektriksel olarak küçük olanlardan daha düzenlidir ve 233 K civarında sıvı kalır.
Sera gazı molekülleri, gelen güneş ışınımının termal etkisiyle oluşan dünya yüzeyinden radyasyonu emen moleküllerdir. Emilim özellikleri, atmosferin küresel ortalama sıcaklığının yaşam için kabul edilebilir koşulları sağlaması için atmosferdeki ısıyı tutacak şekilde hareket etmelerine olanak tanır. Bu durumda en önemli bileşenler su, karbondioksit, metan, nitröz oksit ve ozondur. Bu bileşenler, esas olarak konsantrasyonlarına göre belirlenen, azalan etkililik sırasına göre listelenmiştir.
Gelişmiş yüzey ve çok sayıda sarkan hidrojen bağının mevcudiyeti nedeniyle, aşırı dağılmış sulu sistem, bazı sera gazlarının elektriksel olarak nötr molekülleri de dahil olmak üzere atmosferin çeşitli hafif bileşenlerini absorbe etme kapasitesine sahiptir. Molekülleri ve safsızlıkları yakalayan agregatlar da dahil olmak üzere su kümeleri, Dünya'dan gelen termal radyasyonun etkilerine karşı hassastır. IR absorpsiyon spektrumlarının elde edilmesi yalnızca az miktarda herhangi bir maddedeki maddeler toplanma durumları. Bunun için gerekli bir koşul, harici IR radyasyonunun frekansının, moleküllerdeki atomların bazı doğal titreşim frekanslarıyla ve ayrıca bir bütün olarak molekülün dönme frekanslarıyla çakışmasıdır.
Su molekülü asimetrik bir tepedir ve çok zengin bir soğurma spektrumuna sahiptir: uzak kızılötesinden spektrumun görünür bölgesine kadar. Dönmeye mutlaka bir kızılötesi soğurma bandının ortaya çıkmasının eşlik etmediğini vurguluyoruz. Emilim yalnızca dönme molekül içindeki yük dağılımında bir değişikliğe yol açtığında meydana gelir. Kümeler içeren yoğunlaştırılmış sistemlerde, moleküller arası etkileşimler nedeniyle, izole edilmiş moleküllerin seçim kuralları tarafından yasaklanan dipol geçişleriyle ilişkili spektrumlar indüklenir. Uzun dalga IR bölgesinde, indüklenmiş spektrumların özel bir türü olan çeviri spektrumları vardır. Translasyonel soğurma, çarpışmalar sırasında elektron kabuklarının deformasyonundan kaynaklanan bir dipol momenti ile ilişkilidir. Polar olmayan moleküllerin çoğunun spektrumunda, indüklenen öteleme ve dönme spektrumları aynı frekans bölgesinde bulunur ve ayrı ayrı gözlemlenemez. Kural olarak, endüktif etkileşim, dipollerin etkileşimi çerçevesinde ele alınır. Bu etkileşim çekim özelliği taşır. İndüksiyon enerjisi her zaman negatif ve anizotropiktir çünkü dipol momentinin yönüne ve uygulanan alanın yönüne bağlıdır.
Emisyon spektrumları incelenirken, kümelerdeki maddenin tüm serbestlik derecelerine göre termodinamik dengede olduğu varsayılır; kümelerin durumu belirli bir sıcaklıkla ilişkilendirilebilir. Aynı zamanda radyasyon kümelerle termal dengede değildir. Radyasyondan kaynaklanan enerji kayıpları, harici IR radyasyon kümeleri tarafından emilme nedeniyle yenilenir. Sonuç olarak kümeler sabit emisyon spektrumları üretir.
Su kümelerinin termal stabilitesi eklendikçe azalır

moleküller ve aksine mekanik artar. Su kümeleri yeni moleküllerin eklenmesine karşı dirençlidir. N≥15. Emilim katsayısı α(ω) Küçük kümelerden (2 ≤) oluşan bir sistemden hareket edildiğinde IR radyasyonu artar. N≤ 20) büyük birimlerden (20 ≤) oluşan bir sisteme N≤ 90) ve bunun tersine, gelen IR radyasyonunun saçılma gücü, küçük kümelerden büyük kümelere geçerken önemli ölçüde azalır. Bu durumda enerji en hızlı şekilde 20 su molekülünden oluşan bir küme tarafından dağıtılır.
10 su molekülü ve 10 CO2 ve N2O molekülü içeren kümelerin son konfigürasyonları: N2O molekülleri su çekirdeğine göre eşit şekilde yerleştirilmiştir, bazıları kümenin derinliklerine doğru gider ve bazıları yüzeyde kalır. Ve CO2 molekülleri su molekülleri ile tamamen karışır, böylece karbondioksitin suda iyi çözünürlüğü gösterilir. CO ve NO moleküllerinin emilmesi durumunda bunların çoğu kümenin yüzeyine aittir.
Sera gazlarının kümelenmesi Dünya atmosferinin enerji dengesini etkiler. 1000 cm -1'i aşmayan frekans aralığında, Dünya'nın termal radyasyonu en etkili şekilde polar moleküllerin (H2O,

N20, CO, NO). Polar olmayan CO2 moleküllerinin su kümeleri tarafından emilmesi, IR radyasyonunun emilme yoğunluğunda bir azalmaya yol açar. Küme sistemler, üzerlerine gelen elektromanyetik radyasyonu seçici olarak dağıtıp absorbe etmekle kalmaz, aynı zamanda bu radyasyonu yüksek derecede seçicilikle yansıtır. Heterokümeler tarafından IR radyasyonunun yansıma katsayısı büyük ölçüde onların kimyasal bileşim. Özünde, atmosferik nem, Dünya atmosferini biyosferi olumsuz yönde etkileyen gaz halindeki yabancı maddelerden temizleyen bir emici rolü oynar.

Çözüm
Özelliklerin araştırılması önemlidir çünkü su, yaşamın varlığı için gerekli bir koşul olan eşsiz bir bileşiktir.
Rolünü abartmak zordur. Suyun optik özellikleri Dünya'da iklim oluşturma işlevini yerine getirir: Hidrosfer suyu bir yandan güneş ısısını biriktirir, diğer yandan atmosferik su sabit sıcaklık koşullarını sağlar.
Tüm canlıların Güneş'in zararlı ışınlarından korunmasında atmosferin rolü büyüktür.
Suyun optik özelliklerine ilişkin 19. yüzyılın sonlarında başlayan spektral çalışmalar, doğası gereği oldukça teorikti ve esas olarak suyun yapısını belirlemeyi amaçlıyordu. Teknolojinin gelişmesiyle birlikte, çeşitli hipotezler onaylandı ve eklendi ya da tam tersine çürütüldü.
Ekipman ve deneysel tekniklerdeki gelişmeler zamanla daha doğru verilerin elde edilmesini mümkün kılmıştır. yapısal özellikler su ve özellikleri. Her yıl yeni makaleler yayınlanmakta ve spektral kütüphaneler verilerle desteklenmektedir.

Web kaynakları

1. 
   http://www.lsbu.ac.uk/water/vibrat.html

Martin Chaplin Su Sitesi
Kaynakça
2. SU NEDEN MAVİDİR?

J. Chem'den basılmıştır. Edu., 1993, 70(8), 612 Charles L. Braun ve Sergei N. Smirnov;

3. Antonchenko V.Ya., Davydov A.S., Ilyin V.V. Su fiziğinin temelleri. Kiev. 1991. 667 s.

4. Galasheva O.A., Rakhmanova O.R., Novruzov A.N., Galashev A.E. Atmosferdeki sera gazlarının kümelenmesi. İklim etkisi // Ekolojik kimya. 2006. T. 15. No. 2. S. 75-81.

5. Yu.V Novakovskaya. Morötesi radyasyon ve suyun rolü ozon tabakası Dünya, 2010

6. Yukhnevich G.V. Suyun kızılötesi spektroskopisi. M. 1985. 217 s.

Bölüm 1 Literatür taraması: IR spektroskopisine göre sıvı suyun ve mezogözeneklerdeki suyun yapısı.

1.1 Hidrojen bağı.

1.2 Su modelleri. Suyun küme yapısı.

1.3 Suyun yapısı ve IR spektroskopisi.

1.3.1 Su buharının yapısı ve absorpsiyon spektrumları.

1.3.2 Buzun yapısı ve absorpsiyon spektrumu.

1.3.3 Sıvı suyun yapısı ve absorpsiyon spektrumları.

1.4 Mezogözenekli malzemeler.

1.5 Mezogözeneklerdeki suyun yapısı ve absorpsiyon spektrumları.

Bölüm 2 Suyun absorpsiyon spektrumunun dinamik kaydı.

2.1 Araştırma nesnesinin tanımı.

2.2 Araştırmanın spektral aralığının seçilmesi.

2.3 Absorbsiyon spektrumunun kaydedilmesi için dinamik teknik.

2.4 Suyun absorpsiyon spektrumlarını incelemek için deneysel düzenekler.

ANA SONUÇLAR.

Bölüm 3 Mezogözeneklerdeki suyun absorpsiyon spektrumları 8102.

3.1 Çeşitli çaplardaki mezogözeneklerdeki suyun absorpsiyon spektrumları.

3.1.1 Soğurma bandının merkezinin y+8 kayması.

3.1.2 Vakumlu pompalama sırasında mezogözeneklerdeki su emme bandının deformasyonu.

3.2 Sıcaklık değişimleriyle suyun absorpsiyon spektrumları.

3.2.1 İnce bir filmdeki suyun absorpsiyon spektrumunun özellikleri.

3.2.2 Farklı çaplardaki mezogözeneklerdeki suyun sıcaklık değişimleriyle birlikte absorpsiyon spektrumları.

ANA SONUÇLAR.

Bölüm 4 Suyun izotop modifikasyonunun yüksek çözünürlüklü spektroskopisi

4.1 NBO molekülünün enerji seviyeleri ve geçişlerinin hesaplamalarının özellikleri.

4.2 UTT enerji seviyeleri ve H0160 molekülünün geçişleri veritabanı.

4.3. Çizgilerin yarı genişliklerinin tahmini.

4.4 Yakın IR bölgesindeki sıvı NBO'nun absorpsiyon spektrumları.

ANA SONUÇLAR.

Önerilen tez listesi

• Zayıf hidrojen bağının kızılötesi kriyospektroskopisi: çeşitli spektral belirtiler 2013, Fiziksel ve Matematiksel Bilimler Doktoru Rutkovsky, Konstantin Stanislavovich

• Yakın kızılötesi bölgede makro ve nanohacimlerde etilenin Fourier dönüşümü spektroskopisi 2011, fiziksel ve matematik bilimleri adayı Solodov, Alexander Alexandrovich

• Serbest hacimde ve nanogözeneklerde kritik seviyeye yakın karbondioksitin CARS spektroskopisi 2008, fiziksel ve matematik bilimleri adayı Arakcheev, Vladimir Genrikhovich

• Suyun ve sulu elektrolit çözeltilerinin terahertz absorpsiyon spektrumlarının özellikleri 2014, Fiziksel ve Matematik Bilimleri Adayı Penkov, Nikita Viktorovich

• Yüksek dipol ortamlarda ve iyonik eriyiklerde çözünme süreçlerinin ve sıcaklık-faz geçişlerinin kızılötesi spektroskopisi 1984, Fiziksel ve Matematik Bilimleri Doktoru Gadzhiev, Alil Zaidilaevich

Tezin tanıtımı (özetin bir kısmı) “Sıvı suyun absorpsiyon spektrumları, izotopik modifikasyonları ve yakın IR bölgesindeki SiO2 mezogözeneklerindeki su” konulu

Yaygınlığın yüksek olması nedeniyle fiziksel ve özgünlük kimyasal özellikler su özel bir konuma sahiptir ve doğada ve insan yaşamında önemli bir rol oynar. Birçok proseste su, solvent görevi görür; Güçlü donör-alıcı özelliklerine sahip oldukça aktif bir madde olarak. Bu özellik, su moleküllerinin hidrojen bağları oluşturma yeteneğini belirler, bunun sonucunda su güçlü moleküller arası etkileşimlere eğilimlidir.

Su molekülleri arasındaki hidrojen bağları küme yapısının temelini oluşturur ve özel özelliklerini belirler. Su kümeleri gezegendeki yaşamın birçok alanında son derece önemli bir rol oynamaktadır: atmosferik, biyolojik ve kimyasal süreçler, bu nedenle sıvı fazdaki ve nano gözeneklerdeki suyun bağlantısını teşhis etmek, birçok teknolojik ve biyolojik problemin çözümünde büyük önem taşıyan bir görev haline gelir.

Konunun alaka düzeyi: 2005 yılında Science dergisi "Suyun yapısı nedir?" insanlığın yakın gelecekte çözmesi gereken 125 sorundan biri. Son yıllarda sıvı fazdaki ve nano gözeneklerdeki su kümelerinin IR ve Raman spektroskopisine özel önem verilmiştir. Su kümelerine ilişkin çok sayıda teorik çalışma, ab initio ve yarı ampirik hesaplamaların yanı sıra sıcaklık değişimleriyle suyun absorpsiyon spektrumlarına ilişkin deneysel çalışmalar kullanılarak gerçekleştirilmiştir.

Su araştırmalarına yalnızca laboratuvar koşullarında değil, aynı zamanda pratikte de atmosferik uygulamalarda büyük önem verilmektedir. Bulutlar ve su buharı, aşırı güneş ışınımını emip yansıtır ve aynı zamanda onun Dünya'ya girişini de düzenler. Dolayısıyla su buharının atmosferde kümelenmesinin, Dünya atmosferinin termal dengesinin kurulmasında büyük etkisi vardır. Çünkü antropojenik faktör nedeniyle, aerosol formundaki mezogözenekli malzemeler (yapısı çapı 2-50 nm aralığında boşlukların veya kanalların varlığıyla karakterize edilen) atmosfere artan miktarlarda girer ve bunlar atmosferik suyun "kümelenme merkezleri" haline geldiğinden, etkileşim süreçlerinin anlaşılmasına acil bir ihtiyaç vardır.

Su kümelerinin ana soğurma bantları şunları içerir: su monomerinin gerilme titreşimleri bölgesi (V! 3 ~ 3400 cm"1), su monomerinin bükülme titreşimleri bölgesi (V2 ~ 1650 cm"1), librasyon titreşimi (4^-675 cm"1) ve bağlama titreşim şeridi (us ~ 200 cm"1). İlk iki bant, su monomerinin moleküller arası etkileşim nedeniyle bozulan bantlarıdır, son iki bant ise kümenin kendisinin titreşimlerine aittir. Karmaşıklık deneysel araştırma Kaynakların düşük yoğunluğu nedeniyle uzak IR bölgesindeki su kümeleri, su moleküllerinin bağlantı derecesinin temel unsuru olan, titreşimlerini y bölgesinde sergileyen bağlayıcı bantların kaydedilmesini zorlaştırır.<800 см"1.

Sıvı sudaki suyun, GeBN 7.5 nm ve GeLi 20 nm nano gözeneklerindeki suyun ve Ia-A zeolitlerin Raman ve IR spektrumları üzerine yapılan çalışmalar, molekül içi OH gerilme titreşiminin (3000-3800 cm"1) bilgilendirici bir test olduğunu göstermiştir. nanogözeneklerdeki suyun bağlantı derecesi, çünkü sıcaklık değiştiğinde, spektrumun dönüşümünde ortaya çıkan suyun hidrojen bağları değişir.Su moleküllerinin bağlantı derecesi genellikle başına hidrojen bağlarının sayısı ile belirlenir. Sistemdeki molekül Her molekül 1.6 hidrojen bağına katılabilir ve verici veya alıcı olarak hareket edebilir.

Su kümelerini kaydetmek için 1500 - 4000 cm"1 düşük frekanslı spektral bölgenin dezavantajı, temel frekans bölgesindeki farklı kümelerin titreşimlerinin güçlü bir şekilde örtüşmesidir, bunun sonucunda bantların yapısı çözülemez hale gelir ve bu da onu daha da zorlaştırır. su moleküllerinin bağlantı derecesini analiz etmek zordur.

Nanogözeneklerdeki suyun bilinen spektroskopik çalışmaları esas olarak statik olarak yürütülür ve IR ve uzak IR bölgelerindeki suyun temel spektral bantları V), y2, y3'ü kapsar. “Suyun yapısı nedir?” sorusunu cevaplamak için özellikle diğer spektral aralıklar, izotopik modifikasyonlar ve madde ile etkileşim süreçlerinin dinamiklerini yansıtan konularda daha çeşitli spektroskopik verilere ihtiyaç vardır.

Tez çalışmasının amacı: Mezogözenekli bir mezofaz malzemesine yerleştirilen suyun absorpsiyon spektrumunun, kompozit frekanslar bölgesini kapsayan geniş bir spektral aralıkta kaydedilmesi ve derecedeki sürekli değişim sürecinde spektral desen dinamiğinin gözlemlenmesi. mezogözeneklerin su ile doldurulması ve numunenin sıcaklığı.

Çalışmanın ana hedefleri:

Tez çalışması sırasında aşağıdaki görevler belirlenmiş ve tamamlanmıştır:

Mezogözeneklerdeki su emme bandının yapısındaki değişikliklerin dinamik olarak kaydedilmesine olanak tanıyan bir tekniğin geliştirilmesi;

Gözenek çapına bağlı olarak mezogözeneklerdeki suyun absorpsiyon spektrumunun incelenmesi; Farklı çaplardaki mezogözeneklerdeki suyun absorpsiyon spektrumunun sıcaklığa bağımlılığının incelenmesi;

IrGO160 monomerinin enerji seviyelerinin ve geçişlerinin yeni bir varyasyonel hesaplaması için bir veritabanının oluşturulması. Hat kontur parametrelerinin tahmin edilmesiyle veri tabanından absorpsiyon ve emisyon spektrumlarının hesaplanmasına olanak tanıyan yazılımın geliştirilmesi;

Sıvı LEO'nun v + 5 bileşik titreşimleri bölgesindeki absorpsiyon spektrumunun incelenmesi, sıcaklık dinamiklerinin değerlendirilmesi.

Araştırma Yöntemleri:

Tezde savunulan hükümler arasında yer alan çalışmanın ana sonuçları IR spektroskopisi ile elde edildi. Çalışmalar Bricker'ın 1P8-125M Fourier spektrometresinin yanı sıra SA-2 kırınım spektrofotometresi üzerinde gerçekleştirildi. Bilimsel yenilik:

1. Çalışma, soğurma bandının bileşenlerinin iyi bir şekilde çözüldüğü suyun ilk Raman titreşimi v + 5'in spektral aralığını dikkate almaktadır.

2. Dış etki altındaki mezogözeneklerdeki suyun absorpsiyon spektrumunun kaydedilmesi için çalışmada önerilen dinamik yaklaşım, bir nesnenin içindeki moleküler agregatların bağlantı derecesindeki değişikliklerin ince etkilerini gözlemlemeyi mümkün kılar. 7

Bu durumda bağlantı derecesi, ölçümler arasındaki süre boyunca yapısal yeniden yapılanmaya uğrayan su kısımlarının absorpsiyon spektrumları kullanılarak değerlendirilir. 3. HD160 molekülü için yeni VTT varyasyon hesaplamasının enerji seviyeleri ve geçişlerini içeren bir veri tabanı oluşturulmuştur. IUP AS verilerine göre bu hesaplama bugüne kadarki en eksiksiz ve en doğru hesaplamadır ve teorik olarak izin verilen tüm geçişleri içerir (J için)< 51, v < 25500 см"1).

Savunma hükümleri:

4500 bölgesindeki suyun absorpsiyon spektrumunun dinamik kaydı. H20 molekülünün ilk Raman titreşiminin (v + 5) 5600 cm"1'i, sıcaklık ve gözenek doldurma derecesindeki değişikliklerin neden olduğu nano boyutlu gözeneklerdeki su moleküllerinin bağlantı derecesindeki değişimi incelememize olanak tanır.

İçinde bulunan suyun absorpsiyon spektrumunu kullanarak bir malzemenin gözenekli yapısını optik olarak araştırma yöntemi. Yöntem kriterleri: 4500 - 5600 cm"1 bölgesindeki bant maksimumunun (v+5) konumu, integral alanındaki değişiklik ve malzemenin vakumla pompalanması sırasında alt bantlar arasındaki yoğunluğun yeniden dağılımı.

Si02 mezogözeneklerindeki suda, sıvı suyun donma noktası T = 0°C yakınında klasik anlamda birinci dereceden "kristal-sıvı" faz geçişi yoktur. 2,6 nm ve 11,8 nm çapındaki mezo gözeneklerdeki suyun soğutma ve ısıtma sonrasında yeniden yapılandırılması, sıvı suyun kristalleşmesinin/erimesinin ani doğasının tersine, kademeli olarak gerçekleşir. Aynı zamanda suyun yapısında değişikliklerin meydana geldiği sıcaklık aralıkları, küçük çaplı gözenekler için negatif sıcaklıklar bölgesine, daha büyük gözenekler için ise pozitif sıcaklıklar bölgesine doğru kayar.

Elde edilen sonuçların ve sonuçların güvenilirliği, sonuçların iki deneysel kurulumda tekrarlanması ve diğer yazarların çalışmalarının sonuçlarıyla uyumlu olmasıyla doğrulanmıştır.

Bilimsel ve pratik önemi:

Çalışma, nesne içindeki moleküler agregatların bağlantı derecesini dinamik olarak kaydederek gözenekli nesnelerin yapısının optik olarak araştırılmasına yönelik bir teknik önermektedir. Bağlantı derecesi, dış etkilerin bir sonucu olarak ölçümler arasındaki süre boyunca yapısal olarak yeniden yapılanmaya uğrayan su kısımlarının absorpsiyon spektrumları kullanılarak değerlendirilir.

Tezde yer alan sonuçlar yazar tarafından danışman B.A. Voronin ile birlikte elde edildi. ve bilimsel danışman Sinitsa L.N. Çalışmada sunulan tüm deneysel veriler ve bunların ayrıntılı analizleri, ya yazarın kendisi tarafından bireysel araştırma sürecinde ya da doğrudan katılımıyla elde edilmiştir.

Yazarın aktif katılımıyla, molekül için enerji seviyeleri ve geçişlerden oluşan bir veri tabanı oluşturuldu ve ayrıca hesaplama da dahil olmak üzere veri tabanından absorpsiyon veya emisyon spektrumları şeklinde bilgi elde etmek için gerekli yazılımın geliştirilmesi ve test edilmesi sağlandı. spektral çizgilerin yarı genişlikleri.

İşin onaylanması:

Tez çalışmasının ana sonuçları “Atmosfer ve okyanus optiği” adlı 3 uluslararası sempozyumda rapor edilmiş ve tartışılmıştır. Atmosfer fiziği" (Krasnoyarsk, 2008; Tomsk, 2009, 2011), yüksek çözünürlüklü moleküler spektroskopi HighRus-2009 uluslararası sempozyumu (Listvyanka köyü, 2009), uluslararası çevre ve iklim kontrolü sempozyumunda KOSC-2010 (Tomsk, 2010) , Genç bilim adamları MTE'nin Tüm Rusya konferansında (Tomsk, 2009), genç bilim adamlarının “Fotonik ve optik teknolojiler” Tüm Rusya konferansında (Novosibirsk, 2011), Rusya Bilimler Akademisi ve Rusya Bilimler Akademisi'nin ortak oturumunda Rusya Tıp Bilimleri Akademisi (Tomsk, 2010). Tez materyallerine dayanarak hakemli bilimsel dergilerde 5 makale yayınlandı; bunlardan 4'ü Yüksek Tasdik Komisyonu fizik uzman konseyi tarafından önerilen dergilerde: "Atmosfer ve Okyanus Optiği", Kimyasal Fizik Dergisi, Journal Moleküler Spektroskopi, Kraliyet Astronomi Topluluğunun Aylık Bildirileri, “Optik Spektroskopi ve Frekans Standartları” kolektif monografisinde 1 bölüm, konferans bildirilerinde 3 makale ve 6 rapor özeti. Ayrıca, çalışmanın sonuçları moleküler spektroskopi laboratuvarının bilimsel seminerlerinde ve Atmosfer Optik Enstitüsü'nün atmosferik spektroskopisinin bilimsel yönü tartışıldı. V.E.Zueva SB RAS.

Tezin yapısı ve kapsamı:

Tez bir giriş, dört bölüm, bir sonuç, alıntı yapılan literatürün bir listesi ve bir ekten oluşmaktadır. Çalışmanın içeriği 52 şekil ve 9 tablo olmak üzere 111 sayfada sunulmaktadır. Atıf yapılan literatür listesi 121 başlık içermektedir. Ayrıca 2 sayfada bir uygulama sunulmaktadır.

Benzer tezler "Optik" uzmanlığında, 04/01/05 VAK kodu

• Gaz fazından sıvıya geçiş sırasında B... HF moleküler komplekslerinin absorpsiyon bantlarının gelişiminin incelenmesi 2000, fiziksel ve matematik bilimleri adayı Utkina, Svetlana Sergeevna

• Yoğunlaştırılmış fazdaki aminlerin spektral ve fizikokimyasal özellikleri 2004, Fiziksel ve Matematik Bilimleri Doktoru Morev, Alexander Valentinovich

• Sıvı suyun OH gerilme titreşimlerinin lazerle uyarılması sırasında doğrusal olmayan optik olaylar 2002, fiziksel ve matematik bilimleri adayı Klochkov, Dmitry Vitalievich

• Çözeltilerdeki bazı oksijen içeren heterosiklik bileşiklerin moleküller arası etkileşimi ve spektroskopik özellikleri 1984, fizik ve matematik bilimleri adayı Abbosov, Burkhonidin

• Yapısal olarak organize edilmiş sulu-organik sistemlerin spektroskopisi 1998, Fiziksel ve Matematik Bilimleri Adayı Baranov, Anatoly Nikolaevich

Tezin sonucu “Optik” konusunda, Lugovskoy, Alexey Alexandrovich

Çözüm

Tez çalışmasında gerçekleştirilen araştırma, Raman titreşimi y+5 bölgesindeki suyun absorpsiyon spektrumunu kaydetmek için dinamik bir yöntemin kullanılmasının, mezogözenekli numunelerdeki su bileşenlerinin incelenmesi için yeni fırsatlar açtığını gösterdi. 4600-5500 cm"1 aralığında, nano boyutlu gözeneklerdeki suyun integral absorpsiyon bandını, çeşitli su kümelerinin absorpsiyonuna karşılık gelen alt bantlara etkili bir şekilde ayırmak mümkündür. Dış etkiye maruz kalanların absorpsiyon spektrumlarının dinamik kaydı Gözeneklerdeki suyun mikro kısımlarının ölçümü sırasında, moleküllerin bağlantı derecesindeki değişiklikleri, ikincisinin konsantrasyonu ve gözenek çapı ile tespit etmek, termodinamik denge kurma sürecinde küçük hacimlerde gruplandırılmış su moleküllerinin davranışını gözlemlemek mümkün olmuştur. .

Gözenek çapının 2,6 nm'den 11,8 nm'ye artmasıyla birlikte 4600-5500 cm"1 bölgesindeki mezo gözeneklerde suyun absorpsiyon bandının merkezinin 530 cm"1 düşük frekans bölgesine kaydığı, bu, gözenek çapının artmasıyla sınırlı bir hacimde sudaki hidrojen bağlarının kuvvetinin arttığını gösterir.

Mezogözeneklerden suyun vakumla pompalanması sırasında kaydedilen spektrum zaman açısından son derece değişkendir ve büyük gözeneklerde (0 = 11,8 nm) değişen bağlantı derecelerindeki suyun emilmesine karşılık gelen y+8 bandının bileşenlerinin dinamiği. küçük gözeneklerdeki dinamiklerden temel olarak farklıdır (B = 2.6.psh). Küçük gözeneklerden tüm su bileşenleri eşit şekilde uzaklaştırılırken, büyük gözeneklerde vakum pompalamanın başlangıcında güçlü hidrojen bağlarıyla bağlı su molekülleri numuneden uzaklaştırılır ve zayıf bağlı bileşenler daha sonra uzaklaştırılır, bu da monotonluğu kırar. mezogözenek vakumlama işleminin hızı.

Suyun 4600-5500 cm"1 aralığındaki emme bandının şekli ve dış etki sırasındaki davranışı, biyolojik sistemlerde mezogözeneklerin varlığı için etkili bir kriter olarak ortaya çıkmakta ve yöntemin uygulanmasını mümkün kılmaktadır. suyun içinde bulunan absorpsiyon spektrumuna göre gözenekli bir yapının optik olarak araştırılması Yöntem kriterleri: bandın maksimum konumu (y+8), integral alanındaki değişiklikler ve malzemenin vakumla pompalanması sırasında alt bantlar arasındaki yoğunluğun yeniden dağılımı.

Dinamik kayıt, gelecekte su molekülünün yanı sıra diğer işaretleyici moleküllerin de kullanılmasını mümkün kılacak ve böylece moleküllerin gözenekli malzemelerin yüzeyi ile etkileşimi değiştirilecektir.

SiO2 mezogözeneklerindeki suda, suyun donma noktası T = 0°C civarında klasik anlamda birinci dereceden “kristal-sıvı” faz geçişinin olmadığı gösterilmiştir. 2,6 nm ve 11,8 nm çapındaki mezo gözeneklerdeki suyun soğutma ve ısıtma sonrasında yeniden yapılandırılması, sıvı suyun kristalleşmesinin/erimesinin ani doğasının aksine, geniş bir sıcaklık aralığında meydana gelir. Aynı zamanda suyun yapısında değişikliklerin meydana geldiği sıcaklık aralıkları, küçük çaplı gözenekler için negatif sıcaklıklar bölgesine, daha büyük gözenekler için ise pozitif sıcaklıklar bölgesine doğru kayar.

4500-5600 cm"1 bölgesinde, 1'e 1 oranında H20 ve E20 karışımının absorpsiyon spektrumundan, sıvı IBO'nun absorpsiyonuna karşılık gelen bileşen izole edildi. Bu bileşenin sıcaklık değişimi ile davranışı H20'nin T = 0°C yakınındaki faz geçiş bölgesi incelendi ve sıvı NEO'nun soğurma bandındaki kaymanın, soğutma veya ısıtma sonrasında sıvı H2O ve O20'ye göre önemli ölçüde daha az olduğu gösterildi.

Tez araştırması için referans listesi Fiziksel ve Matematik Bilimleri Adayı Lugovskoy, Alexey Alexandrovich, 2011

1. Bykov A.D., Sinitsa J.I.H., Starikov V.I. Su buharı moleküllerinin spektroskopisinde deneysel ve teorik yöntemler / Ed. S.D. Tvorogova. Novosibirsk: Yayınevi SB RAS, 1999. - 376 s.

2. Karyakin A.V., Kriventsova G.A. Organik ve inorganik bileşiklerde suyun durumu (IR absorpsiyon spektrumlarına göre) // M.: Nauka. 1972.-176С.

3. Henri-Rousseau O. ve Blaise P. Hidrojen Bağlarının Teorik Tedavileri // ed. D Hadzi. New York. Willey, 1997.

4. Buch V., Devlin J.P. Sınırlandırıcı geometrilerde su // Küme fiziğinde Springer Serisi. Berlin: Springer, 2003.

5. Kennedy D., Norman C. Ne Bilmiyoruz? // Bilim. -2005.-V.309.N.5731. - P.75.

6. Sadlej J. Su kafesi kümelerindeki bükülme modlarının ilk başlangıç ​​çalışması, (H20)n, n=6-10 // Int. J. Quantum Chem. 2002. - V.90. - P.l 191 - 1205.

7. Sharma M., Donaldio D., Schwegler E. Hapsedilen Suyun Sondalama Özellikleri: Kızılötesi Spectra // Nano Lett. 2008. - V.8. - S.2959-2962.

8. Walfaren G. E., Sıcaklığın su yapısı üzerindeki etkilerine ilişkin Raman spektral çalışmaları // J. Chem. Fizik. 1967. - V.47. - P.l 14 (1-13).

9. Crupi J., Majolino D., Venutti V. NaA zeolitlerinde suyun nötron ve Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi ile difüzyon ve titreşim dinamiği // J. Phys.: Condens. Madde -2004. V.16. - S.5297.

10. Crupi V., Longo F., Majolino D., Yenuti V. Raman spektroskopisi: Nano gözenekli silika camlarla sınırlı su moleküllerinin araştırma dinamikleri // Eur. Fizik. J. Özel Konular. 2007.-V.141.-S.61 -64.

11. Boissiere C., Brubach J. V., Mermet A, de Marzi G., Bourgaux C., Prouzet E., Roy P. AOT Yüzey Aktif Maddelerinin Lamel Yapılarında Sınırlandırılmış Su: Kızılötesi Bir Araştırma // J. Phys. Kimya B. 2002. - V.106. - S.1032 - 1035.

12. Brubach J.-V., Mermet A., Filabozzi A., Gerschel A, Roy P. Suyun kızılötesi bantlarında hidrojen bağının imzaları // J. Chem. Fizik. 2005. - V.122. -P.184509-1-7.

13. Rakhmanova O.P. Su kümelerinin sera gazlarıyla etkileşimi // Fiziksel ve matematik bilimleri adayının bilimsel derecesi için tezin özeti. 04/01/14 Termofizik ve teorik ısı mühendisliği. Yekaterinburg 2009.

14. Malenkov G.G. Sıvı suyun yapısı ve dinamiği // Yapısal kimya Dergisi - 2006. T.47. - S.5-35.

15. Kimyasal Ansiklopedisi. Sovyet Ansiklopedisi / ed. I.L. Knunyants. -M.: Bilim, 1988.-625 s.

16. Moskova V.V. Organik kimyada hidrojen bağı // Soros eğitim dergisi. 1999. - No.2. - S.58-64.

17. Ludwig R. Su: Kümelerden Topluluğa // Angew. Kimya Uluslararası Ed. 2001. - V.40. -No.10.-P. 1808-1827.

18. Frank H.S., Wen W.Y. İyon-çözücü etkileşimi. Sulu çözeltilerde iyon-çözücü etkileşiminin yapısal yönleri: su yapısının önerilen bir resmi // Faraday Soc'u tartışın. 1957. V.24. - S.133-140.

19. Samoilov O.Ya. Suyun klatrat modeli // Dokl. SSCB Bilimler Akademisi. 1946. - T.20. -P.1411-1414.

20. Pauling L. Hidrojen Bağları /Ed. D.Hacı. L.: 1959.-S.1-6.

21. Domrachev G.A., Rodygin Yu.L., Selivanovsky D.A. Suyun sıvı fazda mekanik olarak kimyasal olarak aktive edilmiş ayrışması // DAN. 1993. - T.329(2). -S.186-188.

22. Domrachev G.A., Rodygin Yu.L., Selivanovsky D.A., Stunzhas P.A. Okyanusta hidrojen peroksit oluşumunun mekanizmalarından biri hakkında // M.: Nauka, 1995. 177P.

23. Bernai J.D. // Bilimsel amerikalı. 1960. - V.203. - 8 numara. - S.124-131. Rusça çevirisi: Bernal J.D. Fizikçiler ne düşünüyor? - Cilt. 5. - M.: Nauka, 1967. -S. 117-127.

24. Bernal J.D. Sıvıların yapısı.// Proc. Roy. Öğr. gr. İngiliz. 1959. - V.37. -4 numara. -S.355-383.

25. Bernal J.D. Sıvıların yapısına geometrik yaklaşım // Doğa. 1959. - V.l 83. -S.141-147.

26. Bernal J. Kristal büyümesi. T.4. / Ed. N.N. Sheftal. M.: Nauka, 1965. - s. 149-162.

27.MalenkovG. Düzensizliğin Güzelliği.//Science Spectra. 1997. - V.10. - S.44-51.

28. Malenkov G.G. Çözünmenin kimyasal fiziği / Eds. R. Dogonadze ve ark. Bölüm A. -Amsterdam: Elsevier, 1985. S.355-389.

29. Naberukhin Yu.I. Sıvıların yapısal modelleri. Novosibirsk: Novosibirsk Yayınevi. Üniversite, 1983.-83'ler.

30.Zenin S.V. Su moleküllerinin ortak yapısının hidrofobik modeli. // Fizik Dergisi. Kimya.-1994.-T.68 S.634-641.

31.Zenin S.V. Sulu çözeltilerde oryantasyon alanlarının ortaya çıkışı. // Fizik Dergisi. Kimya.-1994.-T.68 S.500-503.

32. Efimov Yu.Ya., Naberukhin Yu.I. Hidrojen bağının dalgalanma hipotezi. I. Genel tartışma// Mol.Phys. 1975. - V.30. - S.1621 -1625.

33. Efimov Yu.Ya., Naberukhin Yu.I. Hidrojen bağının dalgalanma hipotezi. IV. Fermi-rezonans dahil XH2 moleküllerinin 1:2 komplekslerinin titreşim spektrumunun hesaplanması // Mol.Phys. 1977 - V.33. - S.759-778.

34. Efimov Yu.Ya., Naberukhin Yu.I. IR spektrumlarından bir dalgalanma modeli temelinde hesaplanan, sudaki hidrojen bağlarının değerlik frekansları ve termodinamiğinin dağılımı // Yapısal kimya Dergisi. 2000. - T.41. - Numara 3. - S.532-539.

35. Efimov Yu.Ya., Naberukhin Yu. I. Sıvı sudaki HOD moleküllerinin titreşim spektrumuna uygulanan hidrojen bağının dalgalanma teorisi. I. Raman spektrumları // Mol.Phys. -2003. -V.l 01. No.3. - S.459-468.

36. Efimov Yu.Ya., Naberukhin Yu.I. Titreşim spektrumu eğrisinin sıcaklık gelişiminden hesaplanan sıvı suyun termodinamik fonksiyonları // Spectrochimica Acta. Bölüm A: Mol.&Biyomoleküler Spektroskopi. - 2005. - V.61. -№8.-P.1789-1794.

37. Efimov Yu.Ya., Naberukhin Yu.I. Sıvılarda hidrojen bağlarının dalgalanma teorisi. Yapı, spektral bant şekilleri ve sıcaklığa bağımlılık // Faraday Tartışın. Kimya Sos. 1988. - V.85. - P.l 17-123.

38. Efimov Yu.Ya. Hidrojen köprüsü geometrisinin suyun titreşim spektrumu üzerindeki etkisi üzerine: H-bağ potansiyelinin en basit modelleri // Zh. yapısal kimya. 2008. - T.49. - 2 numara. - S.265-273.

39. Burikov S.A., Dolenko T.A., Karpov D.M. Fermi rezonansının Raman su spektrumunun değerlik bandının oluşumuna katkısı // Optik ve Spektroskopi. 2010. - T.109. -No.2. - S.306-312.

40. Yukhnevich G.V. Suyun kızılötesi spektroskopisi // G.V. Yukhnevich M.: Nauka, 1973.-207s.

41. Elyashevich M.A. Atomik ve moleküler spektroskopi Editörden URSS, 2001.896p.

42. Rothman L.S., Jacquemart D., Barbe A., ve diğerleri. HITRAN 2004 moleküler spektroskopik veritabanı // JQSRT. 2005. - V.96. - P.l 39-204.

43. Rothman L.S., Gordon I.E., Barbe A., Chris Benner D., Bernath P.F., Birk M., Boudon V., Brown L.R., ve diğerleri. HITRAN 2008 moleküler spektroskopik veritabanı // JQSRT. 2009. - V.l 10. - S.533-572.

44. Elektronik kaynak. // URL: http://spectra.iao.ru/ (28 Mart 2011'de erişildi).

45. Mosin O.V. Elektronik kaynak. // URL: http://www.o8ode.ru/article/oleg/deiteriiitagelaavoda.htm (4 Aralık 2010'da erişildi)

46. ​​​​Benedict W.S., Claassen N.N., Shaw I.H. Su Buharının Absorbsiyon Spektrumu 4,5 ile 13 Mikron Arasındadır. //J.Res.Nat.Bur.Stand. 1952,-V.49.-S.91.

47. Irvine W.M., Pollack I.V. Su ve Buz Kürelerinin Kızılötesi Optik Özellikleri // Icarus. 1968,-V.8.-P.324.

48. Herries J.E., Burronghs W.J., Gebbie H.A. Buhar fazındaki su dimerinin milimetre dalga boyu spektroskopik gözlemleri. // JQSRT. 1969. - V.9. - S.799.

49. Bertie I.E., Whalley E. Yönelimsel Düzensiz Kristallerin Optik Spektrumu. II. 360'tan 50 cm-1'e kadar Ice Ih ve Ice Ic'nin Kızılötesi Spektrumu // J.Chem.Phys. 1967. -V.46. - S.1271.

50. Bertie I.E., Whalley E. 4000 ila 350 cm Aralığında Buz Ih ve Ic Kızılötesi Spektrumu" 1 //J.Chem.Phys. 1964,-V.40.-P.1637.

51. Bertie I.E., Labbe H.I., Whalley E. 4000-30 cm-1 Aralığında Buz I'in Emiciliği // J.Chem.Phys. 1969. - V.50. - S.4501.

52. Taylor M.J., Whalley E. Buz Ih, Ic, II, III ve V'nin Raman Spektrumları // J. Chem. Phys. -1964,-V40.-P.1660.

53. Vertsner B.N., Zhdanov G.S. Diğer tek kristallerin yüzeyindeki derin çatlakların iyileşme mekanizması ve kinetiği hakkında // Kristalografi. 1965. -T.Yu.- S615.

54. Maltsev Yu.A., Nekrasov JI.H. // Günlük. Yapısal kimya. 1967. -T.8. -S.1048.

55.KambB. Buzun Yapısı VI//Bilim. 1965. - V150. - S.205.

56. Malenkov G.G. Sıvı su ve buzlar: yapısını ve fiziksel özelliklerini anlamak //J.Phys.Condens.Matter.-2009.-V.21.-P.283101(1-35).

57. Malenkov G.G. Suyun yapısı // Fiziksel kimya. Modern problemler / Ed. Y.M. Kolotyrkina. M.: Kimya, 1984. - S.41-76.

58. Zatsepina G.N. Suyun fiziksel özellikleri ve yapısı // G.N. Zatsepina M.: Nauka, 1987, - 170С.

59.Privalov P.L. Su ve biyolojik sistemlerdeki rolü // Biyofizik.-1968-T.13.-No.1.-P.163-177.

60. Mitchell J., Smith D. Aquametry/Trans. İngilizceden //M .: Nauka, 1980.-600С.

61. Rakhmanin Yu.A. Su kozmik bir olgudur. Kooperatif özellikleri, biyolojik aktivite // Yu.A Rakhmanin, V.K. Kondratov M .: Nauka, 2002. -427С.

62. Eisenberg D. Suyun yapısı ve özellikleri: Çev. İngilizceden // D. Eisenberg, V. Kautsman-Jl.: Aydınlanma, 1975.-280С.

63. Wernet Ph., Nordlund D., Bergmann. U. Sıvı Sudaki İlk Koordinasyon Kabuğunun Yapısı // Bilim. 2004. -V.304. -No.5673. - S.995-999.

64. Torii H. Polarize Raman Spektrumunun Zaman Alanı Hesaplamaları, Geçici Kızılötesi Soğurma Anizotropisi ve Sıvı Suyun OH Gerilme Modunun Derealizasyon Kapsamı // J. Phys. Kimya A. 2006. - V.l 10. - No. 30. - S.9469-9477.

65. Raut U., J. Loeffler M., Vidal R.A., Baragiola R.A. Su buzunun OH gergin kızılötesi bandı ve sıcaklığı ve radyasyon bağımlılığı // Lunar and Planetary Science. - 2004. -V.35. S.1922-1923.

66. Karnaukhov A.P. Adsorpsiyon. Dağınık ve gözenekli malzemelerin dokusu. -Novosibirsk: Bilim. 1999. 470 s.

67. Vallet-Reg M. İlaç dağıtım sistemleri ve kemik dokusu mühendisliği bağlamında sipariş edilen mezogözenekli malzemeler // Chem. Avro. J.-2006. V.12. - S.5934-5943.

68. F. Schuth. En son teknoloji ve beklentiler için sipariş edilen gözenekli malzemeler. 21. yüzyılın şafağında zeolitler ve gözenekli malzemeler // Yüzey Bilimi ve Kataliz Çalışmaları. - 2001. - No. 135. - S.7-12.

69. McCusker L. V., Liebau F. ve Engelhardt G. İnorganik konakçılara sahip düzenli mikro gözenekli ve mezo gözenekli malzemelerin yapısal ve bileşimsel özelliklerinin isimlendirilmesi (IUPAC Tavsiyeleri 2001) // Pure Appl. Kimya 2001 - V.73.- Sayı 2. S.381-394.

70. Melgunova E.A. PLURONIC P123 yüzey aktif maddesi kullanılarak mezogözenekli malzemelerin sentezi ve dokularının incelenmesi // Yazarın özeti. diss. kimya bilimleri adayı derecesi için. Novosibirsk, 2010. 18 s.

71. Malenkov G.G. Sıvı suyun yapısı ve dinamiği // Journal. yapısal kimya - 2006. T.47. - S.5-35.

72. Mervis J. Yılın Atılımı// Science.-2004,-V.306.-No.5704,-P.2015.

73. Walrafen G.E., Chu Y.C. Amorf buz ve aşırı soğutulmuş sudan yoğun süperkritik buhara kadar yapısal korelasyon uzunluğu ve ilişkili proton Raman yoğunluğu arasındaki doğrusallık. // J. Phys. Kimya 1995. - V.99. - P.l 1225-11229.

74. Corcelli S.A., Skinner J.L. Sıvı H20 ve D20'de 10 ila 90 °C arasında Seyreltik HOD'un Kızılötesi ve Raman Çizgi Şekilleri // J. Phys. Kimya A. 2005. - V.109. - 28 numara. - S.6154-6165.

75. Dubov D.Yu., Vostrikov A.A. Kümelenmiş su buharının uzak kızılötesi radyasyon emme kesiti // Tech. Fizik. Haydi. 2010. - V.36. - 2 numara. - P.l 73-176.

76. Dubov D.Yu., Vostrikov A.A. Kümelenmiş su buharı ile uzak kızılötesi radyasyon için soğurma kesiti // Teknik Fizik Mektupları. 2010. - T.36. -4 numara. - S.54-60.

77. Melgunov M.S., Kashkin V.N., Fenelonov V.B., Melgunova E.A. Katı fazlı nanoyapılı malzemelerin üretilmesine yönelik yöntem / RF Patent No. 2179526 (öncelik 29 Kasım 1999'dan itibaren).

78. Katalizörlerin seçimi ve üretimi için bilimsel temel // SSCB Bilimler Akademisi'nin bilimsel yayını / ed. N. P. Keyer. Novosibirsk, 1964.-491 s.

79. Melgunova E.A., Balabina Yu.M., Shmakov A.N., Melgunov M.S. SB A-15 tipi mineral mezofazın yüzeyine karbonun biriktirilmesiyle elde edilen gözenekli kompozitlerin adsorpsiyonu ve dokusal özellikleri // Dergi. fiziksel kimya, - 2003. - T.N. - s. 510-514.

80. Mel "gunov M.S., Mel"gunova E.A., Shmakov A.N., Zaikovskii V.I. Al-SBA-15'in Dokusal ve Yapısal Özellikleri Doğrudan 2.9'da Sentezlendi< pH < 3,3 Region // Nanotechnology in Mesostructured Materials.- 2003. V. 146. - P. 543-546.

81. Savelyev I.V. Genel fizik dersi. Cilt 2. Elektrik ve manyetizma. Dalgalar. Optik. M.: Nauka, Ch. ed. fizik ve matematik yanıyor, 1982. -496 s.

82. Poplavsky Yu.A Spektrofotometrik analiz cihazı SA-2 Elektronik kaynak için kullanım kılavuzu. // Ak adını taşıyan Atmosfer Optik Enstitüsü. Zueva SB RAS, 2008. URL: http://asd.iao.ru/pya/OTZETY/CA2UF.pdf (erişim tarihi: 06.11.2010).

83. Bell R. J. Fourier spektroskopisine giriş: çev. İle. İngilizce// R. J. Bell M.: Mir, 1975.-382 s.

84. Lugovskoy A.A., Poplavsky Yu.A., Serdyukov V.I., Sinitsa L.N. Nanogözeneklerdeki su kümelerinin spektrofotometrik çalışması için deneysel kurulum // Atmosfer ve Okyanus Optiği. 2011. -T.24. -Numara 5. -S.418-424.

85. Shcherbakov A.P. Titreşim-dönme spektrumlarındaki çizgileri tanımlamak için örüntü tanıma teorisi yöntemlerinin uygulanması // Atmosfer ve Okyanus Optiği. -1997,- T.10.- S.947 958.

86. Lukyanova E.H., Kozlov S.N., Demidovich V.M., Demidovich G.B. Nano gözenekli silikon ve adsorbe edilmiş su ile silikon oksitte elektriksel transferin özellikleri // Teknik Fiziğe Mektuplar. 2001. - T.27. -No.11,- S.1 -6.

87. Bogdan A., Kulmala M., Avramenko N. İnce Bölünmüş Suda Faz Geçişleri Sırasında Füzyon Entalpisinin ve Anomalilerin Azaltılması // Phys. Rev. Lett. -1998.-V.81.-No.5.-P.1042-1045.

88. Bilgram J.H. Katı-sıvı geçişindeki dinamikler: Donma noktasında deneyler //Phys. Raporlar. 1987,- V.153. - 1 numara. - S.1-89.

89. Lodi L., Tolchenov R.N., Tennyson J., Lynas-Gray A.E., Shirin S.V., Zobov N.F., Polyansky O.L., Csaszar A.G., J. van Stralen, Visscher L., Su için yüksek doğrulukta dipol yüzeyi // J. Kimya Fizik. 2008. - Y.128. - P.044304.

90. Barber R.J., Tennyson J., Harris G.J., Tolchenov R.N. Yüksek doğrulukta hesaplanmış su hattı listesi. // Mon.Not.R.Astr.Soc. 2006. - V.368. - S.1087-1094.

91. Polyansky O.L., Csaszar A.G., Shirin S.V., Zobov N.F., Barletta P. Tennyson J., Schwenke D.W., Knowles P.J. Suyun yüksek doğruluklu ab initio dönme-titreşim geçişleri // Bilim. 2003. - V.299. - S.539-542.

92. Tennyson J., Kostin M.A., Barletta P., Harris G.J., Polyansky O.L., Ramanlal J., Zobov N.F. DYR3D: triatomik moleküllerin dönme-titreşim spektrumunun hesaplanması için bir program paketi // Computer Phys. İletişim 2004. - V. 163. - S.85-116.

93. Yurchenko S.N., Voronin B.A., Tolchenov R.N., Doss N., Naumenko O.V., Thiel W., Tennyson J. HDO'nun 25000 cm'ye kadar potansiyel enerji yüzeyi"1 // J. Chem. Phys. -2008. V. 128 - S.044312.

94. Lodi L., Tennyson J., Su için izin verilen ve yasaklanan dönme geçiş yoğunluklarının satır listesi // J. Quant. Spectrosc. Radyat. Transf. 2008. - V.109. - S.1219-1233.

95. Chesnokova T. Yu., Voronin B.A., Bykov A.D., Zhuravleva T.B., Kozodoev A.V., Lugovskoy A.A., Tennyson J. Farklı H20 spektral çizgi veri bankalarıyla güneş radyasyonu atmosferik emiliminin hesaplanması // J.Mol.Spectrosc. -2009. V.256. - S.41-44.

96. Janca A, Tereszchuk K., Bernath P.F., Zobov N.F., Shirin S.V., Polyansky O.L., Tennyson J. 380-2190 cm "1 bölgede Sıcak HDO Emisyon Spektrumu // J. Mol. Spectrosc. 2003. - V .219. - S.132.

97. Starikov V.I., Lavrentieva N.N. Atmosferdeki gaz moleküllerinin spektral absorpsiyon çizgilerinin çarpışmalı genişlemesi / Ed. Firsova K.M. Ed. IOASORAN. Tomsk 2006. 307 s.

98. Lavrentieva N.N. Tampon gazların basıncına göre H20 ve CO2 hatlarının genişlemesinin ve kaymasının hesaplanmasına yönelik yarı ampirik yaklaşım / Ed. Vinogradova 2004. s. 375-397.

99. Voronin V.A., Lavrentieva N.N., Mishina T.P., Chesnokova T.Yu., Barber M.J., Tennyson J. Su buharı hattı genişletme parametrelerinin J"J" bağımlılığının tahmini // JQSRT. 2010. - V.l 11. - S.2308-2314.

100.Ptashnik I.V., Shain K.P. Spektroskopik bilgilerin güncellenmesinin atmosferdeki güneş radyasyonu akılarının hesaplanmasına etkisi // Atmosfer ve Okyanus Optiği. 2003. - V. 16. - Sayı 3. - S.276-281.

101. Luck W. A. ​​​​P. Ditter W. Yakın Kızılötesi Spektroskopisi Kullanarak H20 ve HOD Yapısını Belirlemeye Yönelik Yaklaşık Yöntemler // J. Phys. Kimya 1970. - V.74. -P.3687.

102. Sinitsa L.N., Lugovskoy A.A. Yüksek frekans aralığında Si02 nanogözeneklerinde suyun absorpsiyon spektrumunun dinamik kaydı // J. Chem. Fizik. 2010.-V.133. - S.204506(l-5).

103. Voronin B.A., Tennyson J., TolchenovR.N., Yurchenko S.N., Lugovskoy A.A. HDO molekülü için yüksek doğrulukta hesaplanmış satır listesi // Mon.Not.R.Astr.Soc. 2010. -V.402.- S. 492-496.

104. Gaidash A.A., Sinitsa L.N., Babenko O.A., Lugovskoy A.A. Atomik kuvvet mikroskobu ve IR spektroskopisi verilerinden osteoporozda kemik matrisinin nano gözenekli yapısı // J. Osteoporoz. 2011. - V.2011. - S.162041-1 -7

105. Sinitsa L.N., Lugovskoy A.A. Yakın kızılötesi aralıkta nano pax'ta suyun absorpsiyon spektrumları. // XVII Tüm Rusya Sempozyumu “Çevre ve İklim Kontrolü: “KOSC-2010”: sempozyumun materyalleri.-2010. S.40.

106. Lugovskoy A.A., Voronin B.A., Starikov V.I. HD160 molekülü için hava genişleme katsayılarının hesaplanması. // XVII Tüm Rusya Sempozyumu “Çevre ve İklim Kontrolü: “KOSC-2010”: sempozyumun materyalleri. -2010. -İLE. 89.

107. Gaidash A.A., Sinitsa L.N., Bashirov R.S., Lugovskoy A.A., Babenko O.A. AFM ve dinamik IR spektroskopisine göre osteoporozda kemik matrisinin nano gözenekli yapısı // Rusya Bilimler Akademisi ve Rusya Tıp Bilimleri Akademisi'nin ortak oturum programının materyalleri.-2010.

108. Voronin B.A., Lugovskoy A.A. Su buharının izotopik modifikasyonu için veritabanı HD160 // IV Tüm Rusya Genç Bilim Adamları Konferansı Bildirileri 3. binyılda malzeme bilimi, teknolojisi ve ekoloji. 2009 -S. 294-297.

109. Sinitsa L.N., Semenova O.I., Lugovskoy A.A. SÍ02 nanogözeneklerinde suyun absorpsiyon spektrumları // XVI Uluslararası Sempozyum Bildirileri “Atmosfer ve Okyanusun Optiği. Atmosfer fiziği". 2009. - s. 41-42.

110. Sinitsa L.N., Lugovskoy A.A. IR aralığında su emme spektrumlarını kullanarak nano gözenekli malzemelerin yapısının optik olarak araştırılmasına yönelik yöntemler // “Fotonik ve Optik Teknolojiler” konferansının malzemeleri, Novosibirsk. -2011.-S.35.

111. Voronin B.A., Lavrentyeva N.H., Lugovskoy A.A., Bykov A.D., Starikov V.I., Tennyson J. Kendi kendine genişleyen ve hava genişletme katsayıları HD160 // XVII Uluslararası Sempozyum Bildirileri “Atmosfer ve Okyanus Optiği. Atmosfer fiziği". 2011. - S.A47-1-5.

Yukarıda sunulan bilimsel metinlerin yalnızca bilgilendirme amaçlı olarak yayınlandığını ve orijinal tez metni tanıma (OCR) yoluyla elde edildiğini lütfen unutmayın. Bu nedenle kusurlu tanıma algoritmalarıyla ilişkili hatalar içerebilirler. Teslim ettiğimiz tez ve özetlerin PDF dosyalarında bu tür hatalar bulunmamaktadır.

Su buharı spektrumları. Moleküller çeşitli kompleksler oluşturur. Su buharının yoğunluğu 10-3 g/cm3 ve altındadır. Moleküller arasındaki mesafe ≈ 30 Ǻ'dir. Bu koşullar altında moleküller titreşim ve dönme hareketlerine maruz kalır, dolayısıyla bu toplanma halindeki suyun spektrumu çok sayıda çizgiden oluşur (Şekil 8).

Pirinç. 8. 350 °C'de su buharının iletim spektrumu. Yoğunluk, kg/m3
(parantez içindeki basınç, çubuk): 1 - 1 (2,85); 2 - 3,2 (8,7); 3 - 10 (27,5); 4 - 32 (80); 5 - 100 (160)

Suyun katı fazı olan buzun da tek varoluş biçiminden çok uzak olduğu ortaya çıktı. Dış parametrelere (sıcaklık ve basınç) bağlı olarak buzun on bir modifikasyonundan biri gerçekleştirilir: I H,BEN C, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX veya amorf buz, kristal kafes içindeki su moleküllerinin göreceli düzenlemesinde farklılık gösterir.

Doğada en yaygın olanı ve bu nedenle en iyi çalışılanı altıgen buzdur. H, atmosferik basınçta ve sıcaklığın 0°C'nin altına kademeli olarak düşmesiyle oluşur (Şekil 9).

-130°C'ye soğutulduğunda, kristal kafes içindeki moleküllerin farklı bir düzenlemesiyle, ancak yine de tamamen aynı absorpsiyon spektrumuyla kübik buz Ic oluşur. Sıcaklığın daha da azalmasıyla (-150 °C'nin altında) amorf veya camsı buz oluşur.

Pirinç. 9. Çok kristalli altıgen buzun optik sabitleri
-24 °C'de, 1 - kırılma indisi; 2 - emilim oranı

Çeşitli buzların titreşim bantları ve oda sıcaklığında sıvı suyun (cm -1) soğurma spektrumunda gözlemlenen maksimumların konumları Tablo'da listelenmiştir. 6 ve 7.

Tablo 6

Çeşitli buzların titreşim bantları (cm -1) (parantez içinde genişlik)

Sıvı suyun absorpsiyon spektrumları. Aşırı tonlu titreşimler. Sıvı su uzun zamandır en kapsamlı spektral çalışmaların konusu olmuştur.

14.000 ila 3750 frekans aralığında cm-1 V. Luck ve W. Ditter, -9 ila 400 ° C arasındaki sıcaklıklarda suyun üç izotopik analogunun spektrumlarını dikkatlice ölçtüler. Bu çalışmalarda, sıcaklık arttıkça tüm bantların daha yüksek frekanslara doğru yumuşak bir geçiş yaşadığı gösterilmiştir. +60°C'den itibaren yoğunlukları monoton olarak artar.

Tablo 7

Absorbsiyon spektrumunda gözlenen maksimumların konumu
oda sıcaklığında sıvı su (cm -1) ve bunlara göre yorumlanması

İlişkilendirme

Temel su titreşimleri. Sıvı suyun esneme titreşimlerinin spektrumunun incelenmesi nispeten uzun zaman önce başladı ve günümüze kadar devam ediyor.

Karmaşık bir sıvı su şeridi Gauss bileşenlerine ayrıştırılabilir (Şekil 10).

Pirinç. 10. Sıvı H2O'nun karmaşık ν OH bandının Gauss bileşenlerine ayrıştırılması

İncirde. Şekil 11, HDO bant yoğunluğunun sıcaklığa bağımlılığını göstermektedir ve Şekil 11. 12 - HDO bant yoğunluğunun yoğunluğa bağımlılığı.

H2O'nun sıvı fazının 20-370°C sıcaklık aralığında ve doymuş buhar basıncında incelenmesinin sonuçları bu ölçümlerle uyumludur.

Pirinç. 11. 1000 kg/m3 su yoğunluğunda sıvı HDO bandının yoğunluğunun sıcaklığa bağlılığı

a - Raman spektrumu b - absorpsiyon spektrumu

Pirinç. 12. HDO molekülünün bant yoğunluğunun 400 °C'de yoğunluğa bağlılığı

Suyun deformasyonu ve moleküller arası titreşimleri. Sıvı suyun spektrumu, gerilme titreşim bantlarına ek olarak deformasyon titreşim bantlarını da içerir. vδ -, kütüphanesel vL- ve yayın vT-salınımların yanı sıra bileşik titreşim bandı v a+L. Bu bantların geniş genişliği ve yüksek soğurma katsayısı, bant maksimumlarının konumlarının doğru değerlerinin elde edilmesinde ciddi zorluklar yaratmıştır. v Oh ve v T.

Çözünme işlemi sırasında sudaki iyonlar ve moleküller bir hidrasyon kabuğu ile çevrilidir. Bu durumda hidrasyon katmanındaki su molekülleri ile merkezi iyon arasındaki bağlantı, sıvı sudaki moleküller arasındaki bağlantılardan farklı olacaktır. Sonuç olarak hidrasyon katmanındaki su moleküllerinin titreşim frekansları, saf su moleküllerinin titreşim frekanslarından farklı olacaktır.

Sıvı suyun moleküler yapısını karakterize etmeye yönelik ilk girişim, 1892'de onu başka bir ortamdaki buzun yapısının kalıntıları olarak düşünmeyi öneren V.K. Roentgen tarafından yapıldı. V. G. Barnes buzun yapısını belirledikten sonra, V. K. Roentgen'in fikri, çeşitli çok bileşenli su modelleri öneren birkaç yazar tarafından benimsendi.

Sıvı suyun kavisli hidrojen bağlarına sahip buza benzer bir çerçeve şeklindeki yapısı ilk olarak 1933'te J. D. Bernal ve R. G. Fowler tarafından katı yüklerin saf Coulomb etkileşimi dikkate alınarak öne sürüldü. Ancak kuvars ve tridimit gibi buzların karışımı olarak önerdikleri suyun spesifik modelinin kabul edilemez olduğu ortaya çıktı. Suyun yapısı sorunu üzerinde pek çok araştırmacı çalışmıştır ve bugüne kadar literatürde bu konuyla ilgili pek çok bilgi ve açıklama bulunmaktadır.

Pirinç. 13. 20 °C'de su ile normalleştirilmiş saçılma yoğunluğu:

1 - X-ışını radyasyonu, 2 - nötronlar

Sudaki nötron kırınımı ölçümleri (Şekil 13), hidrojen atomlarının termal titreşimleri nedeniyle yansımaların bulanıklaşmasının, nötron kırınımı çalışmalarının x-ışını çalışmalarına göre neredeyse tüm avantajlarını ortadan kaldırdığını gösterdi. Kızılötesi spektroskopi yöntemi, bir takım özelliklerini belirlemeyi, hidrojen bağının yapısının özelliklerini belirlemeyi, belirli grupların titreşim frekanslarını belirlemeyi, bantlarının yoğunluğunu, kinetik özelliklerini ve bir dizi başka özelliği hesaplamayı mümkün kılar.

Yani sıvı suda zayıflamış hidrojen bağları vardır. “Serbest” OH gruplarının titreşimleri, absorpsiyonda “zayıf” hidrojen bağları oluşturan su molekülleri ve Raman spektrumu sırasıyla 3617 ve 3625 cm civarında bantlar halinde görünür - 1 . Böyle bir "serbest" OH grubunun ortalama ömrü ~ 10 -14 saniye, ve kompleksin tamamı ~ 1.5-10 -12 sn. Bu nedenle, normal koşullar altında su, gergin hidrojen bağlarına ve kısmen doldurulmuş, sürekli deforme olan boşluklara sahip bir kafes olarak temsil edilmelidir. Deforme olmuş buz benzeri çerçevenin bireysel elemanları sürekli olarak yırtılır ve böylece sahte kafesin boşluklarına düşen yeni "zayıflamış" moleküllerin ortaya çıkmasına neden olur. Aynı zamanda çerçevenin aynı deformasyonu sırasında "zayıflamış" moleküller "çerçeveye" vb. geri döner.

Gözlemlenen absorpsiyon bantlarının sayısı, incelenen bileşikte mevcut olan farklı OH gruplarının sayısı için hala ana kriter olmaya devam etmektedir. Bu nedenle, daha önce olduğu gibi, absorpsiyon bantlarının toplam sayısının belirlenmesi herhangi bir spektrokimyasal çalışmada birincil rol oynar.

Test maddesinin tüm hidrojen atomlarının yalnızca OH gruplarında yer aldığı önceden biliniyorsa, tüm yoğun bantlar 3700-1300 cm -1 frekans aralığında yer alır (organik bir kristal değilse ve ikili ve üçlü kristaller yoksa). bağlar) veya en azından 3700-2500 cm -1 aralığında (o zaman çalışmanın nesnesi üzerinde herhangi bir kısıtlama olmaksızın), herhangi bir ek kontrol olmaksızın, haklı olarak OH bağlarının titreşimlerine atfedilebilir.

"Doğa Bilimleri Akademisi" yayınevinin yayınladığı dergileri dikkatinize sunuyoruz