Инфракрасные спектры молекул
4. Пример спектра газа
Пример колебательно-вращательного спектра газа 1H35Cl в основном электронном состоянии (х=0) приведен на рисунке 2 (a). Здесь по горизонтальной оси отложено волновое число (волновое число определяется как единица, деленная на длину волны в сантиметрах). На рисунке 2 (b) изображена схема энергетических уровней и переходов, соответствующих колебательно-вращательным линиям рисунке 2 (a). Серия линий A является чисто вращательной - она возникает благодаря только переходам между вращательными уровнями основного колебательного состояния (n=0). Переходы с уровня n=0 на уровни n=1 и n=2 ответственны за линии B и C. Чисто колебательные переходы, когда вращательное квантовое число не изменяется (Дj=0), для молекул HCl запрещены правилами отбора. Поэтому в сериях B и C отсутствуют центральные линии. В случае, когда вращательная степень свободы отсутствует (например, для молекул в матрицах), отсутствует и серия A, а вместо серий B и С имеют место одиночные линии на месте «пропущенных» центральных линий, соответствующие переходам n=0>n=1 и n=0>n=2 соответственно. Переходы с нулевого на первый колебательный уровень (B) называются основным тоном или первой гармоникой, переходы с нулевого на второй (C) - первым обертоном (или второй гармоникой) и т.д. Конечно, возможны переходы n=0>n=3 - второй обертон (третья гармоника), n=0>n=4 - третий обертон (четвертая гармоника) и т.д. Однако интенсивности соответствующих им линий низки и данные линии на рисунке 2 не отображены.