ГЛАВА 2 СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛ И ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ 2.1 ...

более уступают место физическим методам, которые дают возможность изучать особенностистроения молекул, не определяемые химическими способами (точные значения межатомныхрасстояний и валентных углов, распределение электронной плотности в молекуле и др.).Из физических методов изучения структуры широко применяются электронография испектральные методы.1. Электронография. Этот метод основан на явлении дифракции электронов намолекулах (и кристаллах). При встрече пучка электронов, характеризующихся длиной волныде Бройля λ, с препятствием, имеющим размеры того же порядка, что и λ, возникаетдифракция, соответствующая этой длине волны.Изучение дифракции электронов проводят с помощью электронографов. Схема,показывающая принцип действия этого прибора, представлена на рис. 1.23. Источникомэлектронов в электронографах обычно служит раскаленная металлическая нить.Вылетающие электроны ускоряются под действием разности потенциалов в несколькодесятков тысяч вольт. Длина волны λ для ускоренных электронов может быть рассчитана поуравнению де Бройля (1.23); значение скорости электронов v вычисляют из соотношенияеV=т е v 2 /2,где е и т е - соответственно заряд и масса электрона; V-разность потенциалов.Так, при V = 10000 В длина волны электронов λ = 12 пм.Рис. 1.23. Принципиальная схема электронографа: 1 - источник электронов; 2 - диафрагма; 3-сосуд с исследуемым веществомС помощью диафрагмы из потока ускоренных электронов выделяется узкий пучок(обычно ≈ 0,1 мм), в который вводится исследуемое вещество. Если вещество − газ или легкокипящая жидкость, то его помещают в стеклянный баллон с отводной трубкой,заканчивающейся узким соплом; поворачивая кран, в течение короткого времени (порядка0,1 с) подают струю исследуемого газа. Для изучения вещества с высокой температуройкипения в электронографе монтируют небольшую электрическую печь для испарениявещества. При прохождении пучка электронов через струю исследуемого веществапроисходит дифракция электронов на молекулах, которая регистрируется нафотографической пластинке, помещаемой на некотором расстоянии (обычно 10-25 см) отструи.В приборе требуется поддерживать весьма высокий вакуум, поэтому его соединяют свакуум-насосом.Получаемая на фотопластинке электронограмма состоит из центрального пятна,образованного электронами, не претерпевшими отклонения, и из колец различнойинтенсивности, обусловленных рассеянием электронов под различными углами θ(относительно первоначального направления пучка). Распределение дифракционных колецна электронограмме и их интенсивность являются строго определенными и зависят отстроения молекул исследуемого вещества. Расшифровка электронограммы дает возможностьопределить структуру молекулы (атомы водорода метод обычно «не чувствует» вследствие