Экология СПРАВОЧНИК

Уэлрафен соотнес межмолекулярные полосы с нормальными модами колебания структуры воды, состоящей из пяти молекул, соединенных водородными связями (рис. 4.25). Эта модель была выбрана на основании рентгенографических данных (см. п. 4.2.1), которые показывают, что некоторая часть молекул воды имеет тетраэдральную конфигурацию в жидкости. Для простоты предполагается, что модель имеет симметрию C v. Поскольку нормальные моды включают три несимметричные деформации, соответствующие либрациям трех молекулярных моментов инерции, Уэлрафен [369, 371] приписал три компонента -л этим модам. Далее. модель предсказывает четыре моды растяжения водородной связи. Поэтому Уэлрафен отнес полосу vT вблизи 175 см-1 к этим модам. Остальные нормальные моды относятся к симметричным деформациям, соответствующим изгибу водородных связей. Полоса при частоте 60 см-1 была приписана к этим модам. Для мод симметричной деформации и изгиба водородных связей возможны только малые изотопные эффекты, так как целые молекулы воды, а не отдельные атомы водорода являются колеблющимися массами в этих случаях.[ ...]

Малые окружности — атомы водорода, большие — атомы кислорода. Винтообразные отрезки — водородные связи.[ ...]

Ясно, что если принять первое объяснение уменьшения рама-новской интенсивности межмолекулярных мод, то следует принять и интерпретацию несвязанной валентной полосы в терминах равновесия между молекулами, соединенными водородными связями, и молекулами, не соединенными этими связями (см. п. 4.7.2). Но так как предполагается, что только 10% всех возможных водородных связей сохраняются при 100° С. то следует приписать почти все наблюдаемые изменения несвязанной валентной полосы при переходе от жидкости к пару при 100° С взаимодействиям, отличным от водородных связей. Эти изменения несвязанной валентной ИК-нолосы выражаются в сдвиге в сторону более высокой частоты максимума поглощения (около 260 см-1) и в существенном уменьшении интегральной интенсивности. Однако такие изменения являются именно темн изменениями, которые обычно сопровождают разрыв водородных связей [280]. По этой причине иное объяснение уменьшения межмолекулярных рамановских интенсивностей представляется авторам этой книги более вероятным.[ ...]

Рисунки к данной главе:

Структура из пяти молекул воды, соединенных водородными связями, использованная Уэлрафеном [369] для отнесения межмолекулярных полос воды к нормальным колебаниям.

Вернуться к оглавлению