В спектре ИК-поглощения полиэтилена (-CH2-CH2-)2 наблюдается сравнительно небольшое число хорошо выделенных колебательных полос. Это полосы с частотами (волновыми числами) (720, 1420, 2800, 2900) см-1. Две пер­вые полосы принадлежат деформационным колебаниям (маятниковому и нож­ничному). Полосы 2800, 2900 см-1 принадлежат валентным колебаниям. Рассчи­тать амплитуды валентных колебаний на двух низших уровнях (v

=0, 1).

Рис. ИК-спектр Полиэтилена (тонкая плёнка)

РЕШЕНИЕ. Удобно выполнить в системе СГС. (Вы можете сделать это и в системе СИ).

В обоих этих колебаниях колеблющаяся масса одна и та же. Это приведённая

1) Приведённая масса связи C-H равна mCH = [(12×1)/ (12+1)] / 6.023×1023 г =1.533×10 -24 г

2) В обоих валентных колебаниях (симметричном 2860 и асимметричном 2950) синхронно движутся ядра двух атомов водорода, поэтому колеблющаяся масса удваивается и равна 2×1.533×10 -24 г » 3.07×10 -24 г

3) Круговая частота колебания равна w0=2 p ×c× (1/l)=6.28×3×1010×2850 =5.369×1014 рад/с

Величина = (6.62×10-27/2p)/ (3.07×10 -24×5.369×1014)= 0.64×10-18 см2

4) Амплитуда нулевого колебательного уровня:

A0=(0.64×10-18 см2)1/2 » 0.8×10-9 см =0.08 A0

5) Это значение примерно на порядок менее длины связи.

6) Амплитуда первого колебательного уровня:

A0=(3×0.64×10-18 см2)1/2 » 1.39×10-9 см » 0.14 A0

Амплитуда возрастает на возбуждённых уровнях