आधुनिक प्राकृतिक विज्ञान की सफलताएँ। पानी के कंपन स्पेक्ट्रम की सिफारिश की थीसिस की सूची

जल वाष्प स्पेक्ट्रा। अणु विभिन्न परिसरों का निर्माण करते हैं। जल वाष्प का घनत्व 10 -3 ग्राम / सेमी 3 और उससे कम होता है। अणुओं के बीच की दूरी 30 . इन परिस्थितियों में अणु दोलन और घूर्णी गति करते हैं, इसलिए एकत्रीकरण की इस अवस्था में पानी के स्पेक्ट्रम में बहुत बड़ी संख्या में रेखाएँ होती हैं (चित्र 8)।

चावल। 8. 350 डिग्री सेल्सियस पर जल वाष्प का संचरण स्पेक्ट्रम। घनत्व, किग्रा / मी 3
(कोष्ठक दबाव में, बार): 1 - 1 (2,85); 2 - 3,2 (8,7); 3 - 10 (27,5); 4 - 32 (80); 5 - 100 (160)

पानी का ठोस चरण - बर्फ, यह पता चला है, अस्तित्व के एकमात्र रूप से भी दूर है। बाहरी मापदंडों के आधार पर - तापमान और दबाव - ग्यारह बर्फ संशोधनों में से एक का एहसास होता है: I एच, मैं सी, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX या अनाकार बर्फ, क्रिस्टल जाली में पानी के अणुओं की पारस्परिक व्यवस्था में भिन्न।

प्रकृति में सबसे व्यापक और इसलिए सबसे अच्छा अध्ययन हेक्सागोनल बर्फ है I एच, वायुमंडलीय दबाव और 0 डिग्री सेल्सियस (छवि 9) से नीचे के तापमान में क्रमिक कमी पर बनता है।

-130 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा होने पर, क्यूबिक आइस आईसी अणुओं की एक अलग व्यवस्था के साथ बनता है क्रिस्टल लैटिस, लेकिन, फिर भी, पूरी तरह से समान अवशोषण स्पेक्ट्रम के साथ। तापमान में और कमी (-150 डिग्री सेल्सियस से नीचे) के साथ, अनाकार या कांच की बर्फ बनती है।

चावल। 9. पॉलीक्रिस्टलाइन हेक्सागोएडल बर्फ के ऑप्टिकल स्थिरांक
पर -24 डिग्री सेल्सियस, 1 - अपवर्तक सूचकांक; 2 - अवशोषण दर

विभिन्न बर्फों के कंपन बैंड और कमरे के तापमान पर तरल पानी (सेमी -1) के अवशोषण स्पेक्ट्रम में देखे गए मैक्सिमा की स्थिति तालिका में दिखाई गई है। 6 और 7.

तालिका 6

विभिन्न बर्फों के कंपन बैंड (सेमी -1) (चौड़ाई कोष्ठक में इंगित की गई है)

तरल पानी का अवशोषण स्पेक्ट्रा। ओवरटोन दोलन।तरल पानी लंबे समय से सबसे व्यापक वर्णक्रमीय अध्ययन का विषय रहा है।

आवृत्ति रेंज में 14,000 से 3750 . तक सेमी -1वी। लुक और वी। डिटर ने -9 से 400 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर पानी के सभी तीन समस्थानिक एनालॉग्स के स्पेक्ट्रा को ध्यान से मापा। इन कार्यों में यह दिखाया गया था कि जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, सभी बैंड उच्च आवृत्तियों की ओर एक सहज बदलाव का अनुभव करते हैं, और उनकी तीव्रता, + 60 ° से शुरू होकर, नीरस रूप से बढ़ती है।

तालिका 7

अवशोषण स्पेक्ट्रम में देखे गए मैक्सिमा की स्थिति
कमरे के तापमान पर तरल पानी (सेमी -1), और उनकी व्याख्या

कार्यभार

बुनियादी पानी में उतार-चढ़ाव।तरल पानी के खिंचाव के कंपन के स्पेक्ट्रम का अध्ययन अपेक्षाकृत बहुत पहले शुरू हुआ था और आज भी जारी है।

तरल पानी की एक जटिल पट्टी को गाऊसी घटकों (चित्र 10) में विघटित किया जा सकता है।

चावल। 10. गाऊसी घटकों में एक जटिल OH - तरल 2 का अपघटन

अंजीर में। 11 एचडीओ बैंड की तीव्रता और अंजीर की तापमान निर्भरता को दर्शाता है। 12 - घनत्व पर एचडीओ बैंड की तीव्रता की निर्भरता।

20-370 डिग्री सेल्सियस के तापमान रेंज में और संतृप्त वाष्प के दबाव में एच 2 ओ के तरल चरण के अध्ययन के परिणाम भी इन मापों के अनुरूप हैं।

चावल। 11. 1000 किग्रा / मी 3 . के पानी के घनत्व पर तापमान पर तरल एचडीओ की पट्टी की तीव्रता की निर्भरता

ए - रमन स्पेक्ट्रम बी - अवशोषण स्पेक्ट्रम

चावल। 12. 400 ° पर HDO अणु के बैंड की तीव्रता घनत्व पर निर्भरता

पानी का विरूपण और अंतर-आणविक कंपन।खिंचाव कंपन के बैंड के अलावा, तरल पानी के स्पेक्ट्रम में विरूपण के बैंड होते हैं वी-, लाइब्रेशनल वी एल- और प्रसारण वीटी-कंपन, साथ ही समग्र कंपन का बैंड वीए + एल। इन बैंडों की बड़ी चौड़ाई और उच्च अवशोषण गुणांक ने बैंड मैक्सिमा की स्थिति के सटीक मूल्यों को प्राप्त करने में गंभीर कठिनाइयां पैदा कीं। वीओह, और वीटी।

विघटन की प्रक्रिया में, पानी में आयन और अणु एक जलयोजन खोल से घिरे होते हैं। इस मामले में, केंद्रीय आयन के साथ जलयोजन परत के पानी के अणुओं का बंधन तरल पानी में अणुओं के बीच के बंधन से भिन्न होगा। नतीजतन, जलयोजन परत में पानी के अणुओं की कंपन आवृत्ति शुद्ध पानी के अणुओं की कंपन आवृत्तियों से भिन्न होगी।

तरल पानी की आणविक संरचना को चिह्नित करने का पहला प्रयास 1892 में वी.के. वी.जी. बार्न्स द्वारा बर्फ की संरचना को ठोस बनाने के बाद, वी.के.

पहली बार, मुड़े हुए हाइड्रोजन बंधों के साथ बर्फ की तरह के ढांचे के रूप में तरल पानी की संरचना को 1933 में जे.डी. बर्नाल और आर.जी. फाउलर द्वारा पोस्ट किया गया था, जो हार्ड चार्ज के विशुद्ध रूप से कूलम्ब इंटरैक्शन के विचार से आगे बढ़े थे। हालांकि, क्वार्ट्ज और ट्राइडीमाइट जैसे बर्फ के मिश्रण के रूप में उनके द्वारा प्रस्तावित पानी का ठोस मॉडल अस्वीकार्य निकला। कई शोधकर्ताओं ने पानी की संरचना के सवाल पर काम किया है, और आज तक साहित्य में इस मुद्दे पर बहुत सारी जानकारी और स्पष्टीकरण हैं।

चावल। 13. 20 डिग्री सेल्सियस पर पानी द्वारा बिखरने की सामान्यीकृत तीव्रता:

1 - एक्स-रे विकिरण, 2 - न्यूट्रॉन

पानी में न्यूट्रॉन विवर्तन के माप (चित्र 13) से पता चला है कि हाइड्रोजन परमाणुओं के थर्मल कंपन के कारण, परावर्तन का धुंधलापन एक्स-रे विवर्तन अध्ययनों पर न्यूट्रॉन विवर्तन अध्ययन के सभी लाभों को व्यावहारिक रूप से मिटा देता है। इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी की विधि इसके कई गुणों को स्थापित करना संभव बनाती है, इसके हाइड्रोजन बांड की संरचना की विशेषताओं को निर्धारित करने के लिए, कुछ समूहों की कंपन आवृत्तियों को निर्धारित करने के लिए, उनके बैंड की तीव्रता, गतिज गुणों की गणना करने के लिए, और ए अन्य सुविधाओं की संख्या।

तो, तरल पानी में कमजोर हाइड्रोजन बांड होते हैं। "मुक्त" ओएच-समूहों के कंपन, अवशोषण में "कमजोर" हाइड्रोजन बांड बनाने वाले पानी के अणु और रमन स्पेक्ट्रा क्रमशः बैंड के रूप में प्रकट होते हैं, लगभग 3617 और 3625 सेमी - 1 . ऐसे "मुक्त" ओएच समूह का औसत जीवनकाल ~ 10 -14 . है सेकंड,और पूरा परिसर ~ 1.5-10 -12 सेकंडइस प्रकार, सामान्य परिस्थितियों में पानी को तनावपूर्ण हाइड्रोजन बांड और आंशिक रूप से भरे हुए रिक्तियों के साथ जाली के रूप में दर्शाया जाना चाहिए, जो लगातार विकृत होता है। विकृत बर्फ जैसे फ्रेम के अलग-अलग तत्व लगातार टूट रहे हैं, जिससे नए "कमजोर" अणु मिल रहे हैं जो छद्म जाली के गुहाओं में गिरते हैं। उसी समय, ढांचे के समान विरूपण के दौरान, "कमजोर" अणु "ढांचे" पर वापस आ जाते हैं, आदि।

अध्ययन के तहत यौगिक में मौजूद विभिन्न ओएच समूहों की संख्या के लिए देखे गए अवशोषण बैंड की संख्या अभी भी मुख्य मानदंड बनी हुई है। इसलिए, पहले की तरह, अवशोषण बैंड की कुल संख्या का निर्धारण किसी भी स्पेक्ट्रोकेमिकल अध्ययन में एक सर्वोपरि भूमिका निभाता है।

यदि यह पहले से ज्ञात है कि परीक्षण पदार्थ के सभी हाइड्रोजन परमाणु केवल ओएच-समूहों में शामिल हैं, तो सभी तीव्र बैंड आवृत्ति रेंज 3700-1300 सेमी -1 में स्थित हैं (यदि यह कार्बनिक क्रिस्टल नहीं है और कोई डबल नहीं है और ट्रिपल बॉन्ड) या कम से कम 3700-2500 सेमी -1 . की सीमा में (फिर, अनुसंधान के उद्देश्य पर प्रतिबंध के बिना), बिना किसी अतिरिक्त जांच के, अच्छे कारण के साथ, उन्हें ओएच-बॉन्ड के कंपन के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है।

हम आपके ध्यान में "अकादमी ऑफ नेचुरल साइंसेज" द्वारा प्रकाशित पत्रिकाओं को लाते हैं।

प्रयोगशाला नमूनों की आणविक संरचना का अध्ययन
आईआर स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा जल-ईंधन इमल्शन

सर्फेक्टेंट के आईआर स्पेक्ट्रा का अध्ययन

एक सर्फेक्टेंट (सर्फैक्टेंट) का उपयोग पानी में 5% घोल के रूप में ईंधन योज्य के रूप में किया जाता है।

आंकड़े 1 और 2 पानी में 5% सर्फैक्टेंट समाधान (सोडियम ओलेट) के आईआर स्पेक्ट्रम को दिखाते हैं, जिसमें निम्नलिखित रासायनिक सूत्र हैं:

सीएच 3 (सीएच 2) 7 सीएच = सीएच (सीएच 2) 7 COONa

चित्र .1। 400 से 2200 सेमी -1 . की सीमा में एक सर्फेक्टेंट समाधान का आईआर स्पेक्ट्रम

रेखा चित्र नम्बर 2। 2200 से 4000 सेमी -1 . की सीमा में एक सर्फेक्टेंट समाधान का आईआर स्पेक्ट्रम

तुलना के लिए, अंजीर में। 3 और अंजीर। 4 आसुत जल के IR स्पेक्ट्रम को दर्शाता है।

अंजीर। 3.

अंजीर। 4.आसुत जल का आईआर स्पेक्ट्रम 400 से 2200 सेमी -1 . की सीमा में

तालिका 1 सर्फेक्टेंट समाधान के अवशोषण बैंड और उनके असाइनमेंट की आवृत्तियों को दर्शाती है।

तालिका 1. एक सर्फेक्टेंट समाधान और उनके असाइनमेंट के आईआर स्पेक्ट्रम में अवशोषण बैंड की आवृत्तियां

आवृत्ति, सेमी -1

जल अवशोषण बैंड की आधी-चौड़ाई, G, सेमी -1

कार्यभार

सी-सी खिंचाव कंपन

सीएच 2 विरूपण कंपन

सीएच 2, सीएच 3 विरूपण कंपन

सी = सी खिंचाव कंपन

सी = हे खिंचाव कंपन

विरूपण की आवृत्तियों का योग और
पानी के अणुओं के लाइब्रेशनल कंपन

सीएच 3 सममित खिंचाव कंपन

सीएच 3 एंटीसिमेट्रिक स्ट्रेचिंग कंपन

भाग लेने वाले ओएच समूहों के कंपन को खींचना
हाइड्रोजन बांड में

मुक्त समूहों के OH खिंचाव कंपन

तुलना के लिए, तालिका 2 पानी के अवशोषण बैंड और उनके असाइनमेंट की आवृत्तियों को दर्शाती है।

तालिका 2. आसुत जल के आईआर स्पेक्ट्रम में अवशोषण बैंड की आवृत्तियां और उनका असाइनमेंट

आवृत्ति, सेमी -1

कार्यभार

उदारवादी उतार-चढ़ाव

विरूपण कंपन

पानी के अणुओं के झुकने वाले कंपन + पानी के अणुओं के लाइब्रेशनल कंपन (योग)

आईआर स्पेक्ट्रा के विश्लेषण से पता चलता है कि शुद्ध पानी और एक सर्फेक्टेंट समाधान के अवशोषण बैंड की आवृत्तियां करीब हैं। हालाँकि, सर्फेक्टेंट के साथ पानी के IR स्पेक्ट्रा में OH स्ट्रेचिंग और झुकने वाले कंपन से संबंधित बैंड की आधी-चौड़ाई शुद्ध पानी के स्पेक्ट्रा में समान बैंड की आधी-चौड़ाई से कम होती है। इसके अलावा, 3750 - 3770 सेमी -1 के क्षेत्र में पानी में एक सर्फेक्टेंट समाधान के आईआर स्पेक्ट्रा में एक कमजोर बैंड दिखाई देता है, जो मुक्त पानी के अणुओं के ओएच खिंचाव कंपन को संदर्भित करता है।

स्पेक्ट्रा का विश्लेषण करते समय, यह ध्यान रखना आवश्यक है कि पानी में सोडियम ओलेट सीएच 3 (सीएच 2) 7 सीएच = सीएच (सीएच 2) 7 सीओओ - और ना + आयनों में अलग हो जाता है। बदले में, सीओओ - समूह पानी के अणुओं के साथ हाइड्रोजन बंधन में प्रवेश करता है।

शुद्ध पानी के अवशोषण बैंड और एक सर्फेक्टेंट समाधान की आधी-चौड़ाई में अंतर से पता चलता है कि एक सर्फेक्टेंट समाधान में, पानी के अणुओं के बीच हाइड्रोजन बांड कमजोर हो जाते हैं। 3770 सेमी -1 पर बैंड की उपस्थिति से पता चलता है कि समाधान में पानी के अणु दिखाई देते हैं, जो हाइड्रोजन बांड द्वारा एक दूसरे से जुड़े नहीं होते हैं।

एआई -76 गैसोलीन और इसके आधार पर इमल्शन का इन्फ्रारेड अवशोषण स्पेक्ट्रा

आंकड़े 5 और 6 एआई-76 गैसोलीन के आईआर स्पेक्ट्रम को दिखाते हैं, और तालिका 3 आईआर ट्रांसमिशन स्पेक्ट्रम में बैंड की आवृत्तियों और उनके असाइनमेंट को दर्शाती है।

अंजीर। 5.आवृत्ति रेंज में एआई -76 गैसोलीन का आईआर स्पेक्ट्रम 400 से 2000 सेमी -1 . तक होता है

अंजीर। 6. 2000 से 3800 सेमी -1 . की आवृत्ति रेंज में AI-76 गैसोलीन का IR स्पेक्ट्रम

तालिका 3. AI-76 गैसोलीन के IR स्पेक्ट्रम में अवशोषण बैंड की आवृत्तियाँ।

आवृत्ति, सेमी -1

कार्यभार

रचना में सीसी खिंचाव कंपन जीटी एन> 5 जी

सीएच 2 प्रशंसक कंपन

सी-सी खिंचाव कंपन

सीएच 2 विरूपण कंपन

बेंजीन रिंग कंपन

सीओओएच में सीओ खिंचाव कंपन

एल्डिहाइड समूह में सीओ खिंचाव कंपन

कुल आवृत्ति

कुल आवृत्ति

-सीएच = सीएच-सीएच = सीएच 2 समूह में सीएच खिंचाव कंपन

आइए अब जल-ईंधन इमल्शन के IR स्पेक्ट्रम पर विचार करें। अंजीर में। 7 और अंजीर। 8 इमल्शन के IR स्पेक्ट्रम को दर्शाता है, जिसमें निम्नलिखित संरचना थी: AI-76 गैसोलीन ~ 70%; पानी - 30%; सर्फैक्टेंट (सोडियम ऑलेट) - 0.7% (पानी से)।

अंजीर। 7. 400 से 2000 सेमी -1 . की सीमा में 30% की पानी सामग्री के साथ गैसोलीन पर आधारित इमल्शन का आईआर स्पेक्ट्रम

चित्र 8. 2000 से 3800 सेमी -1 . की सीमा में 30% की पानी सामग्री के साथ गैसोलीन पर आधारित इमल्शन का आईआर स्पेक्ट्रम

Fig.3.9 और Fig.3.10 इमल्शन के IR स्पेक्ट्रम को दिखाते हैं, जिसमें निम्नलिखित संरचना थी: AI-76 गैसोलीन ~ 80%; पानी - 20%; सर्फैक्टेंट - 2% (पानी से)।

चित्र 9. 400 से 2200 सेमी -1 . की सीमा में 20% पानी की मात्रा के साथ गैसोलीन पर आधारित इमल्शन का आईआर स्पेक्ट्रम

चित्र 10. 2200 से 4000 सेमी -1 . की सीमा में 20% की पानी सामग्री के साथ गैसोलीन पर आधारित इमल्शन का IR स्पेक्ट्रम

चित्र 11 और चित्र 12 इमल्शन के IR स्पेक्ट्रम को दिखाते हैं, जिसमें था
निम्नलिखित संरचना: एआई -76 गैसोलीन ~ 90%; पानी - 10%; सर्फैक्टेंट - 2% (पानी से)।

चित्र 11. 400 से 2200 सेमी -1 . की सीमा में 10% की पानी सामग्री के साथ गैसोलीन पर आधारित इमल्शन का आईआर स्पेक्ट्रम

चित्र 12. 2200 से 4000 सेमी -1 . की सीमा में 10% की पानी सामग्री के साथ गैसोलीन पर आधारित इमल्शन का IR स्पेक्ट्रम

अंजीर। 13 और अंजीर। 14 जल-ईंधन पायस के IR स्पेक्ट्रम को दिखाते हैं
निम्नलिखित संरचना के साथ AI-76 गैसोलीन पर आधारित:
एआई -76 गैसोलीन ~ 95%; पानी - 2%; सर्फैक्टेंट - 2% (पानी से)।

चित्र 13. 400 से 2200 सेमी -1 . की सीमा में 5% की पानी सामग्री के साथ गैसोलीन पर आधारित एक पायस का आईआर स्पेक्ट्रम

चित्र 14. 2200 से 4000 सेमी -1 . की सीमा में 5% की पानी सामग्री के साथ गैसोलीन पर आधारित इमल्शन का IR स्पेक्ट्रम

तालिका 4 गैसोलीन और उनके असाइनमेंट के आधार पर इमल्शन के लिए अवशोषण बैंड की आवृत्तियों को दिखाती है।

तालिका 4. जल-ईंधन के आईआर स्पेक्ट्रा में अवशोषण बैंड की आवृत्तियां
एआई -76 गैसोलीन पर आधारित इमल्शन

आवृत्ति, सेमी -1

कार्यभार

पानी के अणुओं के लाइब्रेशनल कंपन

सीएच 2 प्रशंसक कंपन के साथ मिश्रित सी-सी खिंचाव कंपन

-सीएच = सीएच समूह . में विमान के बाहर एच कंपन

रचना में सीसी खिंचाव कंपन जीटी एन> 2 जी

आइसोअल्केन सी (सीएच 3) 2 . के सीसी स्ट्रेचिंग कंपन

सीएच 2 isoalkanes के झुकने कंपन सी-सीएच 3

सीएच 2 विरूपण कंपन

पानी के अणुओं के झुकने वाले कंपन

सीओओएच में सीओ खिंचाव कंपन

कुल आवृत्ति

झुकना + पानी के अणुओं का लाइब्रेशनल कंपन

कुल आवृत्ति

सीएच 2, सीएच 3 सममित खिंचाव कंपन

सीएच 2, सीएच 3 एंटीसिमेट्रिक स्ट्रेचिंग कंपन

सीएच खिंचाव कंपन -सीएच = सीएच = सीएच = सीएच 2 . के पास

हाइड्रोजन बंधों में शामिल OH समूहों के खिंचाव कंपन

गैसोलीन पर आधारित जल-ईंधन पायस की आणविक संरचना पर जल सामग्री का प्रभाव

आइए जल-ईंधन इमल्शन में पानी के अणुओं की स्थिति पर पानी की सांद्रता के प्रभाव पर विचार करें, अर्थात्, पानी की सांद्रता पानी के अणुओं के कंपन से संबंधित मैक्सिमा और अवशोषण बैंड की आधी-चौड़ाई की स्थिति को कैसे प्रभावित करती है। . संबंधित डेटा तालिका 5 में प्रस्तुत किए गए हैं।

जैसा कि तालिका 5 से देखा जा सकता है, इमल्शन के स्पेक्ट्रम में, जैसे-जैसे पानी की सांद्रता कम होती जाती है, इसके अणुओं के स्ट्रेचिंग वाइब्रेशन बैंड की आधी-चौड़ाई कम हो जाती है, और 20% की सांद्रता पर, बैंड लगभग सममित आकार प्राप्त कर लेता है। लगभग 3400 सेमी -1 की अधिकतम स्थिति के साथ। इसी समय, पानी के अणुओं के विरूपण कंपन के अधिकतम बैंड की आधी-चौड़ाई और आवृत्ति में कमी देखी जाती है।

तालिका 5. पानी के अणुओं के कंपन बैंड की आधी-चौड़ाई और स्थिति पर इमल्शन में पानी की सांद्रता का प्रभाव।

• 5; 3400; 300; 1600; 70
• 10; 3400; 450; 1615; 100
• 20; 3450; 450; 1640; 130
• 30; 3000-3600; 625; 1640; 140

ये डेटा गैसोलीन पर आधारित इमल्शन में इसकी सामग्री में कमी के साथ पानी के अणुओं के बीच हाइड्रोजन बांड के कमजोर होने का संकेत देते हैं।

आइए अब विचार करें कि पानी की सांद्रता इमल्शन में गैसोलीन अणुओं की संरचना को कैसे प्रभावित करती है। तालिका 6 सापेक्ष ऑप्टिकल घनत्व डी 720 / डी 1370 और डी 733 / डी 1370 बैंड दिखाता है: 720 सेमी -1 और 733 सेमी -1। डी 720 / डी 1370 का मूल्य, जैसा कि साहित्य / 4 / से जाना जाता है, अणु के टुकड़ों की एकाग्रता के सीधे आनुपातिक है - (सीएच 2) एन> 4 गैसोलीन में, और डी 736 / डी 1370 - के लिए क्षेत्रों की एकाग्रता - (सीएच 2) 3-सीएच 3। तालिका में प्रस्तुत डेटा इमल्शन की तैयारी के लगभग एक दिन बाद दर्ज किए गए स्पेक्ट्रा को संसाधित करके प्राप्त किया गया था।

तालिका 6. विभिन्न जल सांद्रता वाले इमल्शन में और शुद्ध AI-76 गैसोलीन में D 720 / D 1370 और D 733 / D 1370 के अनुपात का मान

पानी की सघनता,%

0 (पेट्रोल)

तालिका 6 से पता चलता है कि विभिन्न जल सांद्रता वाले गैसोलीन और इमल्शन के आईआर स्पेक्ट्रम में डी 733 / डी 1370 मूल्य व्यावहारिक रूप से अपरिवर्तित रहता है, जो इंगित करता है कि टुकड़ों की एकाग्रता - (सीएच 2) 3 -सीएच 3 संरक्षित है। इसी समय, डी 720/डी 1370 मान, जो शुद्ध गैसोलीन और 10 और 20% की पानी की सांद्रता वाले इमल्शन के लिए लगभग समान है, 30% की जल सांद्रता वाले इमल्शन के लिए लगभग 1.5 गुना कम है। इन आंकड़ों से संकेत मिलता है कि जब एक इमल्शन में 30% की पानी की सांद्रता के साथ, गैसोलीन में (CH 2) n> 4 अणु के टुकड़ों की संख्या घट जाती है, अर्थात। गैसोलीन की आणविक संरचना में परिवर्तन होता है। इन आंकड़ों का विश्लेषण करते समय, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि उपरोक्त इमल्शन के आईआर स्पेक्ट्रा को उनके उत्पादन के अगले दिन दर्ज किया गया था।

प्रयोग के दौरान, यह पाया गया कि इमल्शन का IR स्पेक्ट्रा उनके निर्माण के बाद व्यतीत समय के आधार पर बदलता है। प्रदर्शन के लिए, आइए विचार करें कि डी 720/डी 1370 और डी 733/डी 1370 मान 5% की पानी की एकाग्रता के साथ एक पायस के लिए कैसे व्यवहार करते हैं, यह इमल्शन की तैयारी के बाद के समय पर निर्भर करता है।

अंजीर। 13 और अंजीर। 14 ~ 30 घंटे के बाद इमल्शन के आईआर स्पेक्ट्रा को दिखाते हैं, और अंजीर। उत्पादन के 15 - 12 दिन बाद। शोध के परिणाम तालिका 7 में दिखाए गए हैं।

चावल। 15. 400 से 2200 सेमी -1 की आवृत्ति रेंज में 5% की पानी सामग्री के साथ गैसोलीन पर आधारित एक पायस का आईआर स्पेक्ट्रम, पायस के निर्माण के 12 दिनों के बाद दर्ज किया गया।

तालिका 7. 5% की पानी की एकाग्रता के साथ एक पायस में डी 720 / डी 1370 और डी 733 / डी 1370 के अनुपात का मूल्य

निर्माण के बाद का समय

जैसा कि तालिका 7 से देखा जा सकता है, डी 733 / डी 1370 मान अपरिवर्तित रहता है, जो इंगित करता है कि यांत्रिक उपचार टुकड़ों की औसत एकाग्रता को प्रभावित नहीं करता है - (सीएच 2) 3-सीएच 3। वहीं, पायस के स्पेक्ट्रम में डी 720/डी 1370 का मान ~ 30 घंटे के बाद प्राप्त होता है। उत्पादन के बाद, उत्पादन के 12 दिन बाद दर्ज किए गए इमल्शन के स्पेक्ट्रम की तुलना में लगभग 3 गुना कम। इस परिणाम को पायस की तैयारी के दौरान यांत्रिक क्रिया के प्रभाव में 4 या अधिक सी-सी बांडों की लंबाई के साथ ट्रांस-कॉन्फॉर्मेशन के रूप में पैराफिन अणुओं के खंडों की एकाग्रता में कमी के द्वारा समझाया गया है। हालांकि, समय के साथ, जैसा कि तालिका 7 से देखा जा सकता है, पैराफिन अणुओं में इस तरह के अनुरूपण की एकाग्रता बहाल हो जाती है। उत्तरार्द्ध इस तथ्य के कारण है कि ऊर्जावान रूप से अधिक अनुकूल स्थिति है जब पैराफिन अणु सीधे, समानांतर और कसकर एक दूसरे के निकट होते हैं। प्रयोग द्वारा दिखाए गए अनुसार संतुलन में लौटने की प्रक्रिया में 10 दिन तक लग सकते हैं।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि जब पैराफिन अणुओं को सीधा और कसकर पैक किया जाता है, तो गैसोलीन में ऑक्सीजन का प्रसार उनके ऑक्सीकरण से बाधित होता है। उसी समय, जब गैसोलीन के अणुओं को घुमाया जाता है और खराब तरीके से पैक किया जाता है, तो ऑक्सीजन अधिक आसानी से ईंधन में फैल जाती है और दहन प्रक्रिया आसान हो जाती है।

डीजल ईंधन का इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रा और उस पर आधारित इमल्शन

अंजीर में। 16 और अंजीर। 17 डीजल ईंधन L-05 (DT) के IR स्पेक्ट्रम को दर्शाता है। आईआर अवशोषण बैंड और उनके असाइनमेंट की आवृत्तियों को तालिका 8 में दिया गया है।

चावल। सोलह. 400 से 2200 सेमी -1 . की सीमा में डीटी एल-0.5 का आईआर स्पेक्ट्रम

चित्र 17. 2200 से 4000 सेमी -1 . की सीमा में डीटी एल-0.5 का आईआर स्पेक्ट्रम

तालिका 8. डीटी एल-0.5 के आईआर स्पेक्ट्रम में अवशोषण बैंड और उनके असाइनमेंट

आवृत्ति, सेमी -1

कार्यभार

सीएच 2 प्रशंसक कंपन के साथ मिश्रित सीसी शाफ्ट कंपन

सी-सी संरचना जीटी एन> 2 जी . में कंपन खींच रहा है

आइसोअल्केन सी (सीएच 3) 2 . के सीसी स्ट्रेचिंग कंपन

सीएच 2 isoalkanes के झुकने कंपन सी-सीएच 3

सीएच 2 डीईएफ़-एनई, सीएच 3 एंटीसिमेट्रिक स्ट्रेचिंग कंपन

बेंजीन रिंग कंपन

कुल आवृत्ति

सीएच 2, सीएच 3 सममित खिंचाव कंपन

सीएच 2, सीएच 3 सिम और एंटीसिम स्ट्रेचिंग कंपन

तालिका 8 के आंकड़ों के विश्लेषण से पता चलता है कि डीजल ईंधन में मिथाइल और मिथाइलीन समूह मौजूद होते हैं, जो मुख्य रूप से अल्केन हाइड्रोकार्बन श्रृंखलाओं में शामिल होते हैं।

स्पेक्ट्रोस्कोपिक डेटा से पता चलता है कि डीजल ईंधन में अनुभवजन्य सूत्र C 13.3 H 29.6 / 1 / वाले हाइड्रोकार्बन होते हैं।

आइए अब हम चित्र 18 - चित्र 21 में दिखाए गए डीजल ईंधन इमल्शन के IR स्पेक्ट्रा पर विचार करें। इमल्शन की संरचना इस प्रकार थी: डीटी ~ 75%; पानी - 25%; सर्फैक्टेंट - 0.7% (पानी से) - अंजीर। 18 और अंजीर। उन्नीस; डीटी ~ 70%; पानी - 30%; सर्फैक्टेंट - 0.5% (पानी से) - अंजीर। 20 और अंजीर। 21.

चावल। अठारहडीटी एल-0.5 पर आधारित इमल्शन का आईआर स्पेक्ट्रम, जिसमें पानी की मात्रा 25% होती है, 400 से 2000 सेमी -1 तक होती है।

चित्र 19.डीटी एल-0.5 पर आधारित इमल्शन का आईआर स्पेक्ट्रम, जिसमें 2000 से 3800 सेमी -1 की सीमा में 25% पानी की मात्रा होती है।

अंजीर। 20।डीटी एल-0.5 पर आधारित इमल्शन का आईआर स्पेक्ट्रम, जिसमें पानी की मात्रा 30% होती है, 400 से 2200 सेमी -1 तक होती है।

चित्र 21.डीटी एल-0.5 पर आधारित इमल्शन का आईआर स्पेक्ट्रम 30% की पानी सामग्री के साथ 2200 से 4000 सेमी -1 की सीमा में है

आंकड़े 16, 17 और 18-21 की तुलना से, यह देखा जा सकता है कि इमल्शन के आईआर स्पेक्ट्रा में 3400 सेमी -1, 1650 सेमी -1, 2125 सेमी -1 और 700 सेमी -1 के पास नए बैंड दिखाई देते हैं। वे पानी के अणुओं के कंपन को संदर्भित करते हैं।

डीजल ईंधन पर आधारित इमल्शन के स्पेक्ट्रा में बैंड का असाइनमेंट तालिका 3.9 में प्रस्तुत किया गया है।

तालिका 9. डीजल ईंधन और उनके असाइनमेंट के आधार पर जल-ईंधन इमल्शन के आईआर स्पेक्ट्रम में अवशोषण बैंड।

आवृत्ति, सेमी -1

कार्यभार

पानी के अणुओं के लाइब्रेशनल कंपन

आइसोअल्केन सी (सीएच 3) 2 . के सीसी स्ट्रेचिंग कंपन

जीटीजी संरचना में सीएच 2 प्रशंसक कंपन

सीएच 2 isoalkanes के झुकने कंपन सी-सीएच 3

सीएच 2 सममित झुकने कंपन

सीएच 2 सममित और सीएच 3 एंटीसिमेट्रिक झुकने कंपन

पानी के अणुओं के झुकने वाले कंपन

पानी के अणुओं के झुकने और लाइब्रेशनल कंपन की आवृत्तियों का योग

कुल आवृत्ति

सीएच 2 सममित खिंचाव कंपन

सीएच 2, सीएच 3 सममित खिंचाव कंपन

सीएच 2, सीएच 3 एंटीसिमेट्रिक स्ट्रेचिंग कंपन

हाइड्रोजन बंधों में शामिल OH समूहों के खिंचाव कंपन

डीजल ईंधन पर आधारित जल-ईंधन इमल्शन की आणविक संरचना पर पानी की सांद्रता का प्रभाव

आइए विचार करें कि डीजल ईंधन पर आधारित इमल्शन में पानी की सांद्रता पानी के अणुओं की स्थिति को कैसे प्रभावित करती है। तालिका 10 पानी के अणुओं के कंपन को सौंपे गए पायस के अवशोषण बैंड की आधी-चौड़ाई के मूल्यों को दर्शाती है।

तालिका 10. पानी के अणुओं के कंपन बैंड की आधी-चौड़ाई और स्थिति पर डीजल ईंधन पर आधारित इमल्शन में पानी की सांद्रता का प्रभाव।

• पानी की एकाग्रता,%; ओह खिंचाव कंपन; ओह विरूपण कंपन
• बैंड आवृत्ति, सेमी-1; जी, सेमी -1; बैंड आवृत्ति, सेमी-1; जी, सेमी-1
• 25; 3400; 500; 1650; 130
• 30; 3400; 600; 1650; 140
• 100; 3000-3600; 930; 1650; 170

जैसा कि तालिका 10 से देखा जा सकता है, डीजल ईंधन पर आधारित इमल्शन के स्पेक्ट्रम में, जैसा कि गैसोलीन पर आधारित इमल्शन के स्पेक्ट्रा में होता है, जैसे-जैसे पानी की सघनता कम होती जाती है, स्ट्रेचिंग वाइब्रेशन बैंड की आधी-चौड़ाई कम होती जाती है, और पानी की सघनता पर 30% का, बैंड लगभग 3400 सेमी -1 की अधिकतम स्थिति के साथ लगभग सममित आकार प्राप्त करता है। इसी समय, पानी के अणुओं के विरूपण कंपन के अधिकतम बैंड की आधी-चौड़ाई और आवृत्ति में कमी देखी जाती है। ये आंकड़े डीजल ईंधन पर आधारित इमल्शन में इसकी सांद्रता में कमी के साथ पानी के अणुओं के बीच हाइड्रोजन बांड के कमजोर होने का संकेत देते हैं।

आइए अब हम गैसोलीन और डीजल ईंधन पर आधारित इमल्शन के IR स्पेक्ट्रा में बैंड की आधी-चौड़ाई की तुलना करें, जो हाइड्रोजन-बंधुआ पानी के अणुओं के कंपन से संबंधित हैं। तालिका 3.5 और 3.10 में दी गई आधी-चौड़ाई के मूल्यों से, यह इस प्रकार है कि पानी में जो गैसोलीन पर आधारित इमल्शन का हिस्सा है, हाइड्रोजन बांड पानी की तुलना में अधिक कमजोर होते हैं जो डीजल ईंधन पर आधारित इमल्शन का हिस्सा होता है।

डीजल ईंधन की आणविक संरचना पर यांत्रिक उपचार का प्रभाव

आइए विचार करें कि यांत्रिक उपचार डीजल ईंधन की आणविक संरचना को कैसे प्रभावित करता है। अंजीर। 22 और अंजीर। 23 एक vibro-cavitation homogenizer (VKH) में उपचार के 4 घंटे बाद DT L-0.5 के IR स्पेक्ट्रम को दिखाते हैं, जिसका उपयोग इमल्शन तैयार करने के लिए किया जाता है। आइए हम इस स्पेक्ट्रम की तुलना एक घंटे बाद प्राप्त डीजल ईंधन के स्पेक्ट्रम (चित्र 20 और 21) से करें। इसकी तैयारी के बाद। तालिका 11 इन स्पेक्ट्रा से प्राप्त डी 720/डी 1370 और डी 733/डी 1370 मूल्यों को दर्शाता है।

चावल। 22.डीटी एल-0.5 का आईआर स्पेक्ट्रम, 400 से 2200 सेमी -1 की सीमा में वीकेजी के साथ इलाज किया जाता है। उपचार के 4 घंटे बाद स्पेक्ट्रम दर्ज किया गया।

चावल। 23.डीटी एल-0.5 का आईआर स्पेक्ट्रम, 2200 से 4000 सेमी -1 की सीमा में वीकेजी के साथ इलाज किया गया, 4 घंटे के बाद दर्ज किया गया। प्रसंस्करण के बाद।

तालिका 11. उपचारित और अनुपचारित डीजल ईंधन के स्पेक्ट्रा में मान D 720 / D 1370 और D 736 / D 1370।

अनुपचारित

संसाधित

तालिका 11 से पता चलता है कि उपचारित डीजल ईंधन के स्पेक्ट्रम में डी 733 / डी 1370 और डी 720 / डी 1370 मान अनुपचारित डीजल ईंधन के स्पेक्ट्रम की तुलना में लगभग 30% कम हैं। इस परिणाम को इमल्शन की तैयारी के दौरान यांत्रिक क्रिया के तहत डीएफ अणुओं के तह द्वारा समझाया गया है, जो कि टुकड़ों की औसत एकाग्रता (तह) में कमी में परिलक्षित होता है - (सीएच 2) 3 -सीएच 3 और लम्बी जीटी एन> 4 डीएफ में जी कंफर्मर्स। जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, यह प्रक्रिया ईंधन के दहन मापदंडों में सुधार करती है।

निष्कर्ष

1. सर्फेक्टेंट स्पेक्ट्रा का अध्ययन किया गया है। यह पाया गया कि एक सर्फेक्टेंट समाधान में, पानी के अणुओं के बीच हाइड्रोजन बांड कमजोर हो जाते हैं। बाध्य सर्फेक्टेंट के अलावा, सर्फेक्टेंट समाधान में मुक्त पानी के अणु दिखाई देते हैं।

2. आईआर ट्रांसमिशन स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करते हुए गैसोलीन और डीजल ईंधन पर आधारित जल-ईंधन इमल्शन की आणविक संरचना का अध्ययन किया गया है। पायस की आणविक संरचना पर पानी की सांद्रता के प्रभाव का अध्ययन किया गया है। यह पाया गया कि पानी की सघनता में कमी से गैसोलीन और डीजल ईंधन पर आधारित इमल्शन में पानी के अणुओं के बीच हाइड्रोजन बांड कमजोर हो जाता है।

3. इसके आधार पर इमल्शन में गैसोलीन अणुओं की स्थिति पर पानी की सांद्रता के प्रभाव की जांच की गई है। अग्रांकित परिणाम प्राप्त किए गए थे:
- विभिन्न जल सामग्री के आधार पर गैसोलीन और इमल्शन में, टुकड़ों की औसत सांद्रता - (सीएच 2) 3 -सीएच 3 संरक्षित है;
- 20% से अधिक की पानी की एकाग्रता पर, आणविक खंडों की एकाग्रता 4 सी-सी बांड की लंबाई के साथ ट्रांस-कॉन्फॉर्मेशन के रूप में घट जाती है और;

4. इमल्शन की तैयारी के दौरान एक वाइब्रो-कैविटेशन होमोजेनाइज़र में गैसोलीन का यांत्रिक प्रसंस्करण विस्तारित जीटी एन> 4 जी कन्फर्मर्स की एकाग्रता में कमी का कारण बनता है। हालांकि, 10 घंटे के बाद। कंफर्मर्स की मूल एकाग्रता बहाल हो जाती है।

रूसी संघ के शिक्षा और विज्ञान मंत्रालय
पर्म स्टेट नेशनल रिसर्च यूनिवर्सिटी
रासायनिक संकाय
विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान विभाग

पानी के ऑप्टिकल गुण

एक छात्र द्वारा किया गया

4 पाठ्यक्रम KAH
छोटी जूलिया

पर्म 2011

परिचय ……………………………………………………………… .3

1. पानी की स्पेक्ट्रोस्कोपी। आईआर, यूवी स्पेक्ट्रा ……………………………………… 4-7
1.1 भौतिक स्पष्टीकरण …………………………………………………… ..4-5
1.2 आईआर स्पेक्ट्रा …………………………………………………………………… 5-7
1.3 यूवी स्पेक्ट्रा ………………………………………………………………… .7
2. दृश्य क्षेत्र में पानी का अवशोषण। वाटर कलर …………………………… 8-11
3. जल और ग्लोबल वार्मिंग …………………………………… 12-15
3.1. क्लस्टरिंग …………………………………………………………… ..13-15

निष्कर्ष ……………………………………………………………………… .17

सन्दर्भ …………………………………………………… 18

परिचय
प्रकृति में प्रकाश का पदार्थ के साथ संपर्क सबसे महत्वपूर्ण है। प्रकाश के संबंध में किसी सामग्री की सबसे मौलिक संपत्ति यह है कि यह तरंग दैर्ध्य के कार्य के रूप में प्रकाश को कितनी मजबूती से अवशोषित करती है।
विभिन्न तरंग दैर्ध्य के विद्युत चुम्बकीय विकिरण के साथ पदार्थ की बातचीत विभिन्न भौतिक प्रक्रियाओं के साथ होती है। विकिरण आंशिक रूप से या पूरी तरह से परावर्तित या अवशोषित हो सकता है, साथ ही अन्य परिवर्तनों से भी गुजर सकता है।
दृश्यमान, अवरक्त और पराबैंगनी विद्युत चुम्बकीय विकिरण स्पेक्ट्रम के तथाकथित ऑप्टिकल क्षेत्र का गठन करते हैं।
स्पेक्ट्रम के ऑप्टिकल क्षेत्र में तरंगों की आवृत्ति पहले से ही परमाणुओं और अणुओं की प्राकृतिक आवृत्तियों के बराबर होती है, और उनकी लंबाई आणविक आकार और अंतर-आणविक दूरी के बराबर होती है। इसके कारण इस क्षेत्र में पदार्थ की परमाणु संरचना के कारण होने वाली घटनाएँ आवश्यक हो जाती हैं। प्रकाश ऊर्जा के चयनात्मक अवशोषण के साथ, मैक्रोमोलेक्यूल की ऊर्जा अवस्था इलेक्ट्रॉनों के संक्रमण, परमाणु नाभिक के कंपन, नाभिक के रोटेशन, इलेक्ट्रॉनों, परमाणु समूहों, अणु के अनुवाद और घूर्णी गति के रूप में ऐसी इंट्रामोल्युलर प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप बदल जाती है। पूरा का पूरा।

ऊर्जा परिवर्तनों का पंजीकरण वर्णक्रमीय अनुसंधान विधियों का आधार है।
ऑप्टिकल स्थिरांक का निर्धारण, जैसे कि ऊर्जा की एक विस्तृत श्रृंखला में अवशोषण और परावर्तन गुणांक, पदार्थों के कई गुणों के बारे में जानकारी प्रदान कर सकते हैं, जिनमें से कुछ, ऐसा प्रतीत होता है, फोटोअवशोषण से संबंधित नहीं हैं। सबसे महत्वपूर्ण तथ्य यह है कि आवेशित कणों के प्रवाह के साथ किसी पदार्थ की अन्योन्यक्रिया का वर्णन उसके पूर्ण प्रकाशिक स्पेक्ट्रम में किया जा सकता है। वर्णक्रमीय विश्लेषण 19वीं शताब्दी के अंत से वर्णक्रमीय विशेषताओं के निर्धारण में शामिल रहा है, विश्लेषण विधियों और उपकरणों में लगातार सुधार कर रहा है।
इस प्रकार, एकत्रीकरण की विभिन्न अवस्थाओं में पदार्थों की संरचना को समझाने के लिए वर्णक्रमीय विश्लेषण एक अच्छा उपकरण है।
विशेष रूप से, पानी की ऑप्टिकल विशेषताओं का ज्ञान इसकी संरचना, गुणों के साथ-साथ कई दिलचस्प घटनाओं की व्याख्या कर सकता है जो एक व्यक्ति रोजमर्रा की जिंदगी में हर दिन सामना करता है।
इस काम में पृथ्वी पर सबसे महत्वपूर्ण पदार्थों में से एक - पानी - के ऑप्टिकल गुणों पर विचार किया जाएगा।

^ 1. पानी की स्पेक्ट्रोस्कोपी। आईआर, यूवी स्पेक्ट्रा
1.1 भौतिक व्याख्या
स्पेक्ट्रोस्कोपी विधि बहुत कम समय के लिए अणुओं की सापेक्ष स्थिति के बारे में जानकारी प्राप्त करना संभव बनाती है, साथ ही उनके बीच संबंधों की प्रकृति का आकलन करने के लिए, जो जलीय के संरचनात्मक और सूचनात्मक गुणों के अध्ययन में मौलिक रूप से महत्वपूर्ण है। सिस्टम
यह ज्ञात है कि अणुओं के नाभिक एक दूसरे के सापेक्ष स्थिर स्थिति से दूर निरंतर कंपन अवस्था में होते हैं। इन स्पंदनों की एक महत्वपूर्ण विशेषता यह है कि इन्हें सीमित संख्या में मौलिक स्पंदनों (सामान्य मोड) द्वारा वर्णित किया जा सकता है। सामान्य मोड एक दोलन है जिसमें नाभिक एक ही आवृत्ति पर और एक ही चरण में दोलन करता है। पानी के अणुओं में तीन सामान्य मोड होते हैं (चित्र 1)।

ν 1 (ओएच) ν 2 (ओएच) ν 3 (ओएच)
3656.65 सेमी -1 1594.59 सेमी -1 3755.79 सेमी -1
अंजीर। 1 पानी के अणुओं की मूल कंपन आवृत्तियाँ
1 (ओएच) और ν 3 (ओएच) कंपन के दौरान नाभिक गति लगभग ओएच बांड की दिशा के साथ होती है, इन तरीकों को आमतौर पर बंधन खिंचाव कंपन (या δOH) या खिंचाव कंपन कहा जाता है संचार ओ-एन.
2 (ओएच) कंपन के दौरान, एच नाभिक ओ-एच बांड के लगभग लंबवत दिशा में चलता है, ν 2 मोड को एच-ओ-एच बांड का विरूपण कंपन या हाइड्रोजन बंधन का झुकाव कंपन कहा जाता है।
मोड ν 3 को सममित खिंचाव कंपन ν 1 के विपरीत असममित खिंचाव कंपन कहा जाता है।
पानी के अणु में घूर्णन के दौरान जड़ता का एक बहुत छोटा क्षण होता है जिसके परिणामस्वरूप वाष्पों के समृद्ध संयुक्त कंपन-घूर्णन स्पेक्ट्रा में हजारों से लाखों अवशोषण रेखाएं होती हैं। कंपन बैंड को खींचने के अलावा, पानी के स्पेक्ट्रम में झुकने के बैंड होते हैं, लाइब्रेशनल ν ली(एक्स, वाई, जेड अक्ष के आसपास), साथ ही समग्र कंपन बैंड ν 2+ ली
पानी के अणु का अपनी जमीनी कंपन अवस्था से 2 मोड का उपयोग करके वर्णित उत्तेजित अवस्था में संक्रमण 1594.59 सेमी -1 पर इन्फ्रारेड बैंड से मेल खाता है।
1.2 आईआर स्पेक्ट्रा
इस तथ्य के बावजूद कि पानी के आईआर स्पेक्ट्रा के अध्ययन पर बड़ी संख्या में प्रकाशन हैं, कंपन आवृत्तियों और उनके असाइनमेंट की जानकारी न केवल मेल खाती है, बल्कि विरोधाभासी भी है। ओएच स्ट्रेचिंग कंपन के क्षेत्र में स्पेक्ट्रम की जटिलता है, जिसे विभिन्न प्रकार के संघों के अस्तित्व, हाइड्रोजन बांडों में ओएच समूहों के ओवरटोन और समग्र आवृत्तियों की अभिव्यक्ति के साथ-साथ टनलिंग प्रभाव द्वारा समझाया जा सकता है। प्रोटॉन (रिले तंत्र के अनुसार)। स्पेक्ट्रम की यह जटिलता इसकी व्याख्या को जटिल बनाती है और आंशिक रूप से इस स्कोर पर साहित्य में विरोधाभास की व्याख्या करती है।
पानी के अणु के आसपास के वातावरण में परिवर्तन से वर्णक्रमीय रेखाओं में महत्वपूर्ण परिवर्तन होते हैं। हाइड्रोजन बंधों की संख्या में वृद्धि से शिखर का निम्न आवृत्तियों की ओर खिसकना होगा (चित्र 2)।

तरल पानी में, आणविक कंपन शिखर को खींचते हैं और इसे बर्फ की तुलना में उच्च आवृत्तियों पर स्थानांतरित करते हैं (हाइड्रोजन बंधन कमजोर होता है, ओएच सहसंयोजक बंधन मजबूत होते हैं, जिससे वे उच्च आवृत्तियों पर कंपन करते हैं)।

तरल पानी के स्पेक्ट्रम में, अवशोषण बैंड जल वाष्प के स्पेक्ट्रम में संबंधित बैंड के सापेक्ष काफी विस्तृत और स्थानांतरित हो जाते हैं (चित्र 2)।

^ अंजीर। 2 एकत्रीकरण के विभिन्न राज्यों में पानी का स्पेक्ट्रा।
इस घटना की व्याख्या इस प्रकार है। हाइड्रॉक्सिल समूह -OH स्पेक्ट्रम के IR क्षेत्र में दृढ़ता से अवशोषित करने में सक्षम है। अपनी ध्रुवता के कारण, ये समूह आमतौर पर एक-दूसरे के साथ या अन्य ध्रुवीय समूहों के साथ बातचीत करते हैं, जिससे इंट्रा- और इंटरमॉलिक्युलर हाइड्रोजन बॉन्ड बनते हैं। हाइड्रॉक्सिल समूह जो हाइड्रोजन बांड के निर्माण में भाग नहीं लेते हैं, वे आमतौर पर स्पेक्ट्रम में संकीर्ण बैंड देते हैं, और बाध्य समूह कम आवृत्तियों पर तीव्र व्यापक अवशोषण बैंड देते हैं। आवृत्ति बदलाव का परिमाण हाइड्रोजन बांड की ताकत से निर्धारित होता है।
मौलिक आवृत्तियों का सबसे अधिक अध्ययन किया गया क्षेत्र। मोनोमर पानी के लिए, 3725 और 3627 सेमी -1 के बैंड को ओएच समूह के सममित और एंटीसिमेट्रिक कंपन को सौंपा गया है, और 1600 सेमी -1 पर बैंड को एच - ओ - एच के झुकने वाले कंपन को सौंपा गया है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि पानी के डिमर में एक खुले (2) (छवि 3) के बजाय दो हाइड्रोजन बांड (1) के साथ एक चक्रीय संरचना हो सकती है।
एन

\ ओ - एच एच एच

एच - ओ / ओ। ... ... एच - ओ

एन
(1) (2)
अंजीर। 3. पानी के डिमर की संरचना: 1 - चक्रीय; 2 - खुला
पानी के मोनोमर्स से डिमर और ट्रिमर में जाने पर, - बॉन्ड के स्ट्रेचिंग वाइब्रेशन का अधिकतम अवशोषण कम आवृत्तियों की ओर शिफ्ट हो जाता है। इसके विपरीत, H - O - H के झुकने वाले कंपनों के लिए, उच्च आवृत्तियों की ओर एक बदलाव देखा जाता है।
पानी की वर्णक्रमीय विशेषताएं निस्संदेह उसमें घुले पदार्थों से प्रभावित होंगी।

जाहिर है, विघटन की प्रक्रिया में, पानी में आयन एक हाइड्रेशन शेल से घिरे होते हैं। इस मामले में, केंद्रीय आयन के साथ जलयोजन परत के अणुओं का बंधन तरल पानी में अणुओं के बीच के बंधन से भिन्न होगा। नतीजतन, जलयोजन परत में पानी के अणुओं की कंपन आवृत्ति शुद्ध पानी की कंपन आवृत्तियों से भिन्न होगी। दूसरी ओर, पानी में एक हाइड्रेटेड आयन की शुरूआत, एक नियम के रूप में, इसके कुछ विरूपण का कारण बनता है, जो तुरंत पानी के कंपन स्पेक्ट्रम में परिवर्तन में प्रकट होता है। इस प्रकार, पानी में लवण और अणुओं के विघटन से जुड़े दोनों प्रभाव इसके कंपन स्पेक्ट्रम में बदलाव के साथ होने चाहिए।

पानी में आयनों को पानी पर उनके प्रभाव से "कॉस्मोट्रोप्स" या "चाओट्रोप्स" के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है; आयनिक कॉस्मोट्रोप्स (उदाहरण के लिए, एफ -) स्पेक्ट्रम को चौड़ा करने और कम आवृत्तियों की ओर स्थानांतरित करने का कारण बनते हैं, जबकि कैओट्रोप्स (उदाहरण के लिए, I -) संकीर्णता का कारण बनते हैं और उच्च आवृत्तियों की ओर स्थानांतरित होते हैं।
1.3 यूवी स्पेक्ट्रा
पानी के लिए पराबैंगनी क्षेत्र में विद्युत चुम्बकीय विकिरण का अवशोषण केवल बहुत ही मामूली सीमा तक ही नोट किया जाता है।

यूवी अवशोषण ~ 125 एनएम, ओएच + एच में पृथक्करण की ओर जाता है (फोटोडिसोसिएशन; अधिक ऊर्जा का अवशोषण चार्ज कणों का उत्पादन करता है)।

^ 2. दृश्य क्षेत्र में पानी का अवशोषण। पानी का रंग
हम कह सकते हैं कि विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम के दृश्य भाग के लिए पानी व्यावहारिक रूप से पारदर्शी है। लाखों वर्षों से यह संपत्ति प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के कार्यान्वयन को सक्षम बनाती है और पानी, सूर्य के प्रकाश और कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करके बायोमास और ऑक्सीजन के उत्पादन की अनुमति देती है।
फिर भी, जीवन के अनुभव के आधार पर यह तर्क दिया जा सकता है कि पानी का रंग नीला या हरा होता है।
वाटर कलर एक लोकप्रिय गलत धारणा होने के साथ-साथ वैज्ञानिक शोध का विषय भी है।
शुद्ध पानी से भरी लंबी ट्यूब से देखने पर पानी का नीला रंग आसानी से नंगी आंखों से देखा जा सकता है।
प्रयोग के दौरान, हमने ट्यूब के सिरों पर एक plexiglass ऐपिस के साथ 3 मीटर लंबी और 4 सेंटीमीटर व्यास वाली एल्यूमीनियम ट्यूब का इस्तेमाल किया। प्रयोग में शामिल दस लोगों में से प्रत्येक ने ट्यूब के माध्यम से देखने पर नीला दिखाई देने की सूचना दी।

ड्यूटेरियम पानी से भरी एक ट्यूब में देखने पर पर्यवेक्षकों ने कहा कि यह पारदर्शी है।
दरअसल, शुद्ध पानी का एक निश्चित रंग होता है। इस घटना को इस प्रकार समझाया जा सकता है।
पानी एक साधारण त्रिपरमाण्विक अणु है, एच 2 ओ, और इसका सभी इलेक्ट्रॉनिक अवशोषण केवल विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के पराबैंगनी क्षेत्र में होता है, और इसलिए स्पेक्ट्रम के दृश्य क्षेत्र में अवशोषण (या बल्कि, इसकी अनुपस्थिति) के लिए जिम्मेदार नहीं है पानी दा रंग। पानी के स्पेक्ट्रम पर विचार करें।
पानी का नीला रंग एक आंतरिक गुण है और यह सफेद प्रकाश के चयनात्मक अवशोषण और प्रकीर्णन के कारण होता है।

ब्लू ओवरटोन और कंपन अवशोषण बैंड के संयोजन के कारण होता है जो दृश्य स्पेक्ट्रम के लाल क्षेत्र से गुजरते हैं जिसमें 739 एनएम पर एक छोटी चोटी और 836 एनएम पर एक कंधे होता है। पानी का यह अवशोषण स्पेक्ट्रम (लाल प्रकाश नीले प्रकाश की तुलना में 100 गुना अधिक अवशोषित करता है), साथ में नीले प्रकाश का प्रकीर्णन लाल से पांच गुना अधिक होता है, झीलों, नदियों और महासागरों में पानी के नीले रंग में योगदान देता है।
इस प्रकार, सीधे शब्दों में कहें, सूर्य की किरणें पानी की सतह से आंशिक रूप से परावर्तित होती हैं, और हवा और पानी के वातावरण के बीच इंटरफेस में, वे अपवर्तित होती हैं। एक बार पानी के स्तंभ में, वे बिखर जाते हैं और अवशोषित हो जाते हैं।

सौर स्पेक्ट्रम की बैंगनी और नीली किरणें, जिनकी तरंग दैर्ध्य कम होती है, लंबी-तरंग दैर्ध्य वाली लाल और पीली किरणों की तुलना में अधिक बिखरी और कम अवशोषित होती हैं। इस तथ्य के कारण कि लाल और पीली किरणें खराब रूप से बिखरी हुई हैं और पानी से अधिक दृढ़ता से अवशोषित होती हैं, वे दिखाई नहीं देती हैं। समुद्र के पानी का रंग नीला, हल्का नीला या हरा होता है।


पानी में घुली या निलंबित अशुद्धियाँ पानी को एक अलग रंग दे सकती हैं। अक्सर ये पानी का रंग बदलकर हरा कर देते हैं। इसलिए, उथले पानी में और खुले समुद्र में, जहां पानी में बहुत सारी अशुद्धियां होती हैं, वहां हरे रंग की टिंट होती है। खुले समुद्र और गहरे समुद्र का पानी, जिसमें अशुद्धियाँ कम होती हैं, नीला होता है। उदाहरण के लिए, कोलाइडल सिलिका कुछ, अक्सर जलतापीय, जल निकायों के महत्वपूर्ण नीले रंग में योगदान कर सकती है।
बर्फ उन्हीं कारणों से नीली है।
हालांकि, तरल डी 2 ओ लाल क्षेत्र में अवशोषित नहीं होता है (चूंकि अवशोषण बैंड इन्फ्रारेड में स्थानांतरित हो जाता है) और, सिद्धांत रूप में, पारदर्शी होना चाहिए। यह केवल प्रकाश के प्रकीर्णन के प्रभाव के कारण नीला दिखाई दे सकता है।
^ ड्यूटेरियम पानी और साधारण पानी के स्पेक्ट्रा की तुलना नीचे प्रस्तुत की गई है।

कुछ हद तक, एक और घटना पानी के रंग में योगदान करती है: समुद्र और झीलों की सतहें अक्सर आकाश की नीली रोशनी को दर्शाती हैं, जो उन्हें एक नीला रंग भी देती है।

एक और प्रश्न स्वाभाविक रूप से उठता है: क्या आकाश का नीला रंग पानी के लिए ऊपर वर्णित घटना से संबंधित है?
कोई सोच सकता है कि आकाश का रंग वायुमंडल में जलवाष्प के कारण होगा, लेकिन इस मामले में, एक अलग प्रकृति की घटना हो रही है।

आकाश नीला दिखता है क्योंकि हवा लंबी तरंग दैर्ध्य की तुलना में कम तरंग दैर्ध्य को बिखेरती है। क्योंकि नीला दृश्य स्पेक्ट्रम के शॉर्टवेव छोर पर है, यह लाल की तुलना में वातावरण में अधिक विसरित होता है। इसके लिए धन्यवाद, यदि हम सूर्य के बाहर आकाश के क्षेत्र को देखते हैं, तो हमें नीली रोशनी दिखाई देगी - सौर विकिरण के प्रकीर्णन का परिणाम। शाम और भोर के दौरान, प्रकाश पृथ्वी की सतह पर स्पर्शरेखा रूप से यात्रा करता है, जिससे वातावरण में प्रकाश द्वारा तय किया गया मार्ग दिन के मुकाबले बहुत बड़ा हो जाता है। इसके कारण, अधिकांश नीला और हरा प्रकाश भी प्रकीर्णन के परिणामस्वरूप सीधे सूर्य के प्रकाश से बच जाता है, जिसके कारण सूर्य का सीधा प्रकाश, साथ ही इसके द्वारा प्रकाशित बादलों और क्षितिज के पास का आकाश, लाल स्वर में रंगे होते हैं। .
स्वाभाविक रूप से, वातावरण की एक अलग संरचना के साथ, उदाहरण के लिए, अन्य ग्रहों पर, सूर्यास्त सहित आकाश का रंग भिन्न हो सकता है। उदाहरण के लिए मंगल ग्रह पर।
हालाँकि, पानी अपना काम करता है। इसलिए, बादल के मौसम में, अधिकांश सीधी धूप जमीन तक नहीं पहुंच पाती है। वही जो आता है, हवा में लटकी पानी की बूंदों से अपवर्तित हो जाता है। कई बूँदें हैं, और प्रत्येक का अपना आकार है और इसलिए, अपने तरीके से विकृत करता है। यानि कि बादल आकाश से प्रकाश बिखेरते हैं और फलस्वरूप श्वेत प्रकाश पृथ्वी पर पहुंच जाता है। यदि बादल बड़े होते हैं, तो कुछ प्रकाश अवशोषित हो जाता है, और धूसर प्रकाश प्राप्त होता है।

^ 3. जल और ग्लोबल वार्मिंग
क्षोभमंडल और समताप मंडल की निचली परतों दोनों में अल्ट्राडिस्पर्स्ड पानी मौजूद है। यह वायुमंडल का एक परिवर्तनशील घटक है और अत्यंत महत्वपूर्ण कार्य करता है।
जल वायुमंडल में सूर्य के प्रकाश का मुख्य अवशोषक है। वायुमंडल में लगभग 13 मिलियन टन पानी (द्रव्यमान द्वारा ~ 0.33%) विकिरण के सभी वायुमंडलीय अवशोषण के लगभग 70% के लिए जिम्मेदार है, मुख्य रूप से में अवरक्तजहां पानी मजबूत अवशोषण दिखाता है। यह ग्रीनहाउस प्रभाव में बहुत योगदान देता है। एक ओर, यह पृथ्वी पर एक स्थिर थर्मल शासन, जलवायु की स्थिरता और जीवन के लिए परिस्थितियों के प्रावधान को सुनिश्चित करता है, लेकिन दूसरी ओर, एक नकारात्मक प्रतिक्रिया प्रभाव यहां काम करता है, जिसमें एक ज्ञात घटना का गठन होता है। आज सभी के लिए - ग्लोबल वार्मिंग।
वातावरण में पानी की मात्रा बहुत भिन्न होती है: उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों की गर्म और आर्द्र हवा और ठंडे और शुष्क ध्रुवीय क्षेत्रों में इसकी सामग्री के बीच लगभग 100 गुना अंतर होता है।

आईआर क्षेत्र में पानी के अवशोषण पर ऊपर चर्चा की गई थी।
एक ओर, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, पानी पराबैंगनी क्षेत्र में अपेक्षाकृत कम अवशोषित करता है, लेकिन हाल के वर्षों में विनाशकारी कठोर यूवी से जीवन की रक्षा करने में इसकी भूमिका स्पष्ट की गई है। पृथ्वी के जीवित जीवों के लिए, 4.0 से 6.2 eV की सीमा में पराबैंगनी विकिरण सबसे खतरनाक है। ओजोन, जिसे यूवी क्वांटा का एकमात्र अवशोषक माना जाता है, बिखरता नहीं है, जैसा कि ज्ञात है, 5.6 से 6.2 ईवी तक ऊर्जा के साथ विकिरण, यानी। सबसे कठिन घटक। एक जटिल प्रणाली की क्वांटम-मैकेनिकल गणनाओं का उपयोग करके किए गए विश्लेषण में ओजोन अणु के अलावा, पानी के अणुओं की एक महत्वपूर्ण संख्या शामिल है, जिससे इस प्रणाली की ऐसी विशेषताओं को प्रकट करना संभव हो गया है, जो परिरक्षण में पानी की ध्यान देने योग्य भूमिका का संकेत देती हैं। कठोर पराबैंगनी विकिरण से पृथ्वी।
पहले तीन उत्तेजित इलेक्ट्रॉनिक राज्यों में संक्रमण 2 से ~ 5.5 eV की सीमा में एक व्यक्तिगत ओजोन अणु द्वारा विकिरण का अवशोषण सुनिश्चित करता है।
समताप मंडल में मौजूद पानी के माइक्रोक्रिस्टल और माइक्रोड्रॉपलेट्स लगभग 6 eV की ऊर्जा के साथ प्रवाहकीय, क्वांटा बनते हैं।
ओजोन अणु गैर-हाइड्रोफिलिक है, लेकिन पानी के अणुओं के एक सहयोगी के साथ इसका समन्वय इसके इलेक्ट्रॉनिक अवशोषण स्पेक्ट्रम को महत्वपूर्ण रूप से बदलता है, विशेष रूप से बैंड को कम तरंग दैर्ध्य की ओर स्थानांतरित करता है। नतीजतन, अवशोषण की संभावना 2 से 5 ईवी तक कम हो जाती है, लेकिन बढ़ जाती है - 5 ईवी से ऊपर, जो व्यक्तिगत जल समूहों के मामले में, 5.5 से 6.2 ईवी की सीमा में यूवी विकिरण के बिखरने को सुनिश्चित करता है। .

इस प्रकार, वातावरण में मौजूद पानी काफ़ी है बड़ी मात्राओजोन की तुलना में, इसके साथ बातचीत करते हुए, न केवल सूर्य के विकिरण के यूवी स्पेक्ट्रम के उस क्षेत्र में अवशोषित होता है, जो ओजोन संचारित करता है, बल्कि 4 से 5.5 ईवी तक ऊर्जा के साथ यूवी क्वांटा से पृथ्वी की स्क्रीनिंग की दक्षता में भी काफी वृद्धि करता है।

3.1. क्लस्टरिंग
वी हाल ही मेंवायुमंडलीय प्रभावों पर विचार करते समय, क्लस्टरिंग जैसी घटना को ध्यान में रखा जाता है। पानी के साथ ओजोन के उपर्युक्त समन्वय को आंशिक रूप से इस घटना के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है।

वातावरण में नमी सूक्ष्म रूप से फैले हुए अंश - गुच्छों के रूप में हो सकती है। गुच्छों में अणु एक दूसरे से हाइड्रोजन बंधित होते हैं। जल समूहों के गुणों का अध्ययन करने से तरल जल के गुणों के बारे में ज्ञान का विस्तार होता है। तरल अवस्था में, पानी अणुओं का एक साधारण मिश्रण नहीं है, बल्कि पानी के समूहों का एक जटिल और गतिशील रूप से बदलते नेटवर्क है। प्रत्येक व्यक्तिगत समूह थोड़े समय के लिए रहता है, हालांकि, यह समूहों का व्यवहार है जो पानी की संरचना को प्रभावित करता है। जल समूहों में, आणविक गति दुर्लभ जल वाष्प की तुलना में अधिक सहसंबद्ध होती है, लेकिन थोक पानी में उनके विशिष्ट आंदोलनों से भिन्न होती है। अणुओं की गति की प्रकृति जल इकाई की स्थिरता और संरचना को प्रभावित करती है। 10 से 50 पानी के अणुओं वाले समूहों में एक द्विध्रुवीय क्षण होता है जो 15 डी तक पहुंचता है। दस या अधिक अणुओं वाले पानी के समूह छोटे लोगों की तुलना में विद्युत रूप से अधिक क्रमबद्ध होते हैं और आसपास के क्षेत्र में 233 के तापमान पर तरल रहते हैं।
ग्रीनहाउस गैस के अणु ऐसे अणु होते हैं जो पृथ्वी की सतह से विकिरण को अवशोषित करते हैं, जो घटना सौर विकिरण के ऊष्मीय प्रभाव द्वारा निर्मित होते हैं। उनकी अवशोषण विशेषताएं उन्हें वातावरण में गर्मी बनाए रखने के लिए कार्य करने की अनुमति देती हैं ताकि वातावरण का वैश्विक औसत तापमान जीवन के लिए स्वीकार्य स्थिति प्रदान कर सके। इस मामले में सबसे महत्वपूर्ण घटक पानी, कार्बन डाइऑक्साइड, मीथेन, नाइट्रस ऑक्साइड और ओजोन हैं। इन घटकों को प्रभावशीलता में कमी के क्रम में सूचीबद्ध किया गया है, जो मुख्य रूप से उनकी एकाग्रता से निर्धारित होता है।
विकसित सतह और बड़ी संख्या में लटकते हाइड्रोजन बांडों की उपस्थिति के कारण, अल्ट्राडिस्पर्स्ड जल प्रणाली वातावरण के विभिन्न प्रकाश घटकों को अवशोषित करने में सक्षम है, जिसमें कुछ ग्रीनहाउस गैसों के विद्युत रूप से तटस्थ अणु भी शामिल हैं। जल समूह, जिसमें समुच्चय शामिल हैं, जिन्होंने अणुओं और अशुद्धियों को पकड़ लिया है, पृथ्वी के तापीय विकिरण के संपर्क में हैं। आईआर अवशोषण स्पेक्ट्रा प्राप्त करने के लिए एकत्रीकरण के किसी भी राज्य में पदार्थ की केवल थोड़ी मात्रा की आवश्यकता होती है। इसके लिए एक आवश्यक शर्त अणुओं में परमाणुओं के कंपन की कुछ प्राकृतिक आवृत्तियों के साथ-साथ अणु के घूर्णन आवृत्तियों के साथ बाहरी आईआर विकिरण की आवृत्ति का संयोग है।
पानी का अणु एक बहुत समृद्ध अवशोषण स्पेक्ट्रम के साथ एक असममित शीर्ष है: दूर अवरक्त से स्पेक्ट्रम के दृश्य क्षेत्र तक। हम इस बात पर जोर देते हैं कि एक इन्फ्रारेड अवशोषण बैंड की उपस्थिति के साथ रोटेशन जरूरी नहीं है। अवशोषण तभी होता है जब घूर्णन से अणु के भीतर आवेश वितरण में परिवर्तन होता है। संघनित प्रणालियों में, जिसमें क्लस्टर शामिल हैं, इंटरमॉलिक्युलर इंटरैक्शन के कारण, स्पेक्ट्रा द्विध्रुवीय संक्रमण से जुड़े होते हैं, जो पृथक अणुओं के लिए चयन नियमों द्वारा निषिद्ध हैं। लंबी-तरंग दैर्ध्य IR क्षेत्र में, ट्रांसलेशनल स्पेक्ट्रा होते हैं - एक विशेष प्रकार का प्रेरित स्पेक्ट्रा। ट्रांसलेशनल अवशोषण टकराव में इलेक्ट्रॉन के गोले के विरूपण से उत्पन्न होने वाले द्विध्रुवीय क्षण से जुड़ा होता है। अधिकांश गैर-ध्रुवीय अणुओं के स्पेक्ट्रम में, प्रेरित ट्रांसलेशनल और घूर्णी स्पेक्ट्रा एक ही आवृत्ति रेंज में स्थित होते हैं और अलग-अलग नहीं देखे जा सकते हैं। एक नियम के रूप में, प्रेरण अंतःक्रिया को द्विध्रुवों की अंतःक्रिया के ढांचे में माना जाता है। इस बातचीत में आकर्षण का चरित्र है। प्रेरण ऊर्जा हमेशा ऋणात्मक और अनिसोट्रोपिक होती है, क्योंकि द्विध्रुवीय क्षण की दिशा और लागू क्षेत्र की दिशा पर निर्भर करता है।
उत्सर्जन स्पेक्ट्रा का अध्ययन करते समय, यह माना जाता है कि समूहों में पदार्थ स्वतंत्रता की सभी डिग्री के संबंध में थर्मोडायनामिक संतुलन में है, अर्थात। समूहों की स्थिति एक निश्चित तापमान से संबंधित हो सकती है। इसी समय, विकिरण समूहों के साथ थर्मल संतुलन में नहीं है। विकिरण के कारण होने वाली ऊर्जा हानि की पूर्ति बाह्य IR विकिरण के समूहों द्वारा अवशोषण के कारण होती है। नतीजतन, क्लस्टर स्थिर उत्सर्जन स्पेक्ट्रा उत्पन्न करते हैं।
पानी के समूहों की तापीय स्थिरता कम हो जाती है क्योंकि इसे जोड़ा जाता है

अणु, और यांत्रिक, इसके विपरीत, बढ़ता है। पानी के समूह नए अणुओं के लगाव के लिए प्रतिरोधी होते हैं जब एन 15. अवशोषण गुणांक α(ω) छोटे समूहों (2 .) की एक प्रणाली से जाने पर आईआर विकिरण बढ़ता है एन 20) बड़े समुच्चय (20 .) से बनी प्रणाली के लिए एन 90), जबकि घटना आईआर विकिरण की प्रकीर्णन शक्ति, इसके विपरीत, छोटे से बड़े समूहों में जाने पर काफी कम हो जाती है। इस मामले में, 20 पानी के अणुओं से युक्त क्लस्टर द्वारा ऊर्जा सबसे तेजी से समाप्त हो जाती है।
10 पानी के अणुओं और 10 सीओ 2 और एन 2 ओ अणुओं वाले समूहों का अंतिम विन्यास: एन 2 ओ अणु पानी के कोर के सापेक्ष समान रूप से व्यवस्थित होते हैं, जबकि उनमें से कुछ क्लस्टर में गहराई तक जाते हैं, और कुछ सतह पर रहते हैं। और CO2 अणु पूरी तरह से पानी के अणुओं के साथ मिश्रित होते हैं, जिससे पानी में कार्बन डाइऑक्साइड की अच्छी घुलनशीलता दिखाई देती है। सीओ और एनओ अणुओं के अवशोषण के मामले में, उनमें से अधिकांश क्लस्टर सतह से संबंधित हैं।
ग्रीनहाउस गैसों का समूहन पृथ्वी के वायुमंडल के ऊर्जा संतुलन को प्रभावित करता है। आवृत्ति रेंज में 1000 सेमी -1 से अधिक नहीं, पृथ्वी के थर्मल विकिरण को ध्रुवीय अणुओं (एच 2 ओ,

एन 2 ओ, सीओ, नहीं)। पानी के समूहों द्वारा गैर-ध्रुवीय सीओ 2 अणुओं के अवशोषण से आईआर विकिरण के अवशोषण की तीव्रता में कमी आती है। क्लस्टर सिस्टम न केवल उन पर विद्युत चुम्बकीय विकिरण घटना को चुनिंदा रूप से बिखराते हैं और अवशोषित करते हैं, बल्कि इस विकिरण को उच्च स्तर की चयनात्मकता के साथ दर्शाते हैं। विषम समूहों द्वारा अवरक्त विकिरण का परावर्तन गुणांक दृढ़ता से उनके . पर निर्भर करता है रासायनिक संरचना... संक्षेप में, वायुमंडलीय नमी एक शोषक की भूमिका निभाती है जो पृथ्वी के वायुमंडल को गैसीय अशुद्धियों से साफ करती है जो जीवमंडल पर प्रतिकूल प्रभाव डालती है।

निष्कर्ष
गुणों का अध्ययन मुख्य रूप से महत्वपूर्ण है क्योंकि पानी एक अनूठा यौगिक है जो जीवन के अस्तित्व के लिए एक पूर्वापेक्षा है।
इसकी भूमिका को शायद ही कम करके आंका जा सकता है। पानी के ऑप्टिकल गुण पृथ्वी पर एक जलवायु-निर्माण कार्य का एहसास करते हैं: एक तरफ, जलमंडल का पानी सौर ताप जमा करता है, दूसरी ओर, वायुमंडलीय पानी तापमान शासन की स्थिरता सुनिश्चित करता है।
सभी जीवित चीजों को सूर्य के विनाशकारी विकिरण से बचाने में वायुमंडलीय भूमिका महान है।
पानी के ऑप्टिकल गुणों का वर्णक्रमीय अध्ययन, जो 19वीं शताब्दी के अंत में शुरू हुआ, प्रकृति में सैद्धांतिक था, और मुख्य रूप से पानी की संरचना का निर्धारण करने के उद्देश्य से था। प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, विभिन्न परिकल्पनाओं की पुष्टि और पूरक किया गया है, या, इसके विपरीत, खंडन किया गया है।
उपकरण और प्रायोगिक तकनीकों में सुधार ने समय के साथ पानी की संरचनात्मक विशेषताओं, इसके गुणों पर अधिक से अधिक सटीक डेटा प्राप्त करना संभव बना दिया। नए लेख सालाना प्रकाशित होते हैं और वर्णक्रमीय पुस्तकालय डेटा के साथ पूरक होते हैं।

वेब संसाधन

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मार्टिन चैपलिन वाटर साइट
ग्रन्थसूची
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6. युखनेविच जी.वी. पानी की इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी। एम. 1985.217s।

अध्याय 1 साहित्य समीक्षा: आईआर स्पेक्ट्रोस्कोपी डेटा के अनुसार मेसोपोर में तरल पानी और पानी की संरचना।

1.1 हाइड्रोजन बांड।

1.2 जल मॉडल। पानी की गुच्छेदार संरचना।

1.3 पानी की संरचना और आईआर स्पेक्ट्रोस्कोपी।

1.3.1 जल वाष्प की संरचना और अवशोषण स्पेक्ट्रा।

1.3.2 बर्फ की संरचना और अवशोषण स्पेक्ट्रम।

1.3.3 तरल पानी की संरचना और अवशोषण स्पेक्ट्रा।

1.4 मेसोपोरस सामग्री।

1.5 मेसोपोर्स में पानी की संरचना और अवशोषण स्पेक्ट्रा।

अध्याय 2 पानी के अवशोषण स्पेक्ट्रम का गतिशील पंजीकरण।

2.1 अनुसंधान वस्तु का विवरण।

2.2 अनुसंधान की वर्णक्रमीय श्रेणी का चयन करना।

2.3 अवशोषण स्पेक्ट्रम की रिकॉर्डिंग के लिए गतिशील तकनीक।

2.4 पानी के अवशोषण स्पेक्ट्रा के अध्ययन के लिए प्रायोगिक सेटअप।

मुख्य परिणाम।

अध्याय 3 मेसोपोर्स में जल अवशोषण स्पेक्ट्रा 8102।

3.1 विभिन्न व्यास के मेसोपोर में जल अवशोषण स्पेक्ट्रा।

3.1.1 अवशोषण बैंड के केंद्र का +8 पर खिसकना।

3.1.2 वैक्यूम पंपिंग के दौरान मेसोपोरस में जल अवशोषण बैंड का विरूपण।

3.2 तापमान भिन्नता के साथ जल अवशोषण स्पेक्ट्रा।

3.2.1 एक पतली फिल्म में पानी के अवशोषण स्पेक्ट्रा की विशेषताएं।

3.2.2 तापमान में भिन्नता पर विभिन्न व्यास के मेसोपोर में पानी का अवशोषण स्पेक्ट्रा।

मुख्य परिणाम।

अध्याय 4 जल समस्थानिक संशोधन की उच्च संकल्प स्पेक्ट्रोस्कोपी

4.1 एनबीओ अणु के ऊर्जा स्तरों और संक्रमणों की गणना की विशेषताएं।

4.2 यूटीटी ऊर्जा स्तरों का डेटाबेस और 0160 अणु के संक्रमण।

4.3. लाइनों की आधी-चौड़ाई का अनुमान।

4.4 निकटवर्ती IR क्षेत्र में द्रव NBO का अवशोषण स्पेक्ट्रम।

मुख्य परिणाम।

शोध प्रबंधों की अनुशंसित सूची

• कमजोर हाइड्रोजन बांड इन्फ्रारेड क्रायोस्पेक्ट्रोस्कोपी: वर्णक्रमीय अभिव्यक्तियों की विविधता 2013, भौतिक और गणितीय विज्ञान के डॉक्टर रुतकोवस्की, कॉन्स्टेंटिन स्टानिस्लावोविच

• निकट अवरक्त क्षेत्र में मैक्रो- और नैनोवॉल्यूम में एथिलीन की फूरियर ट्रांसफॉर्म स्पेक्ट्रोस्कोपी 2011, भौतिक और गणितीय विज्ञान के उम्मीदवार सोलोडोव, अलेक्जेंडर अलेक्जेंड्रोविच

• मुक्त मात्रा में और नैनोपोर्स में निकट-महत्वपूर्ण कार्बन डाइऑक्साइड की CARS स्पेक्ट्रोस्कोपी 2008, भौतिक और गणितीय विज्ञान के उम्मीदवार अरकचेव, व्लादिमीर जेनरिखोविच

• पानी के टेराहर्ट्ज अवशोषण स्पेक्ट्रा और इलेक्ट्रोलाइट्स के जलीय घोल की विशेषताएं 2014, भौतिक और गणितीय विज्ञान के उम्मीदवार पेनकोव, निकिता विक्टरोविच

• उच्च-द्विध्रुवीय मीडिया और आयनिक मेल्ट्स में सॉल्वैंशन प्रक्रियाओं और तापमान-चरण संक्रमणों की इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी 1984, डॉक्टर ऑफ फिजिकल एंड मैथमैटिकल साइंसेज गादज़िएव, अलील ज़ायडिलेविच

निबंध परिचय (सार का हिस्सा) विषय पर "निकट IR क्षेत्र में SiO2 मेसोपोरस में तरल पानी, इसके समस्थानिक संशोधनों और पानी का अवशोषण स्पेक्ट्रा"

उच्च प्रचलन के कारण भौतिक और की मौलिकता रासायनिक गुणपानी एक विशेष स्थान रखता है और प्रकृति और मानव जीवन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। कई प्रक्रियाओं में, पानी एक विलायक के रूप में कार्य करता है, अर्थात। मजबूत दाता-स्वीकर्ता गुणों के साथ अत्यधिक सक्रिय पदार्थ के रूप में। यह संपत्ति पानी के अणुओं की हाइड्रोजन बांड बनाने की क्षमता को निर्धारित करती है, जिसके परिणामस्वरूप पानी मजबूत अंतर-आणविक बातचीत के लिए प्रवण होता है।

पानी के अणुओं के बीच हाइड्रोजन बांड इसकी क्लस्टर संरचना का निर्माण करते हैं और इसके विशेष गुणों को निर्धारित करते हैं। जल समूह ग्रह के जीवन के कई क्षेत्रों में एक अत्यंत महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं: वायुमंडलीय, जैविक और रासायनिक प्रक्रियाएं, इसलिए, तरल चरण और नैनोपोर्स में जल संपर्क का निदान कई तकनीकी और जैविक समस्याओं को हल करने में सर्वोपरि महत्व का कार्य बनता जा रहा है। .

विषय की प्रासंगिकता: 2005 में विज्ञान पत्रिका ने "पानी की संरचना क्या है?" समस्या पर प्रकाश डाला। उन 125 कार्यों में से एक जिसे मानवता को निकट भविष्य में हल करना चाहिए। हाल के दशकों में, तरल चरण में और नैनोपोर्स में जल समूहों के आईआर और रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी पर विशेष ध्यान दिया गया है। बहुत सैद्धांतिक अनुसंधानपानी के क्लस्टर, अब इनिटियो और अर्ध-अनुभवजन्य गणनाओं का उपयोग करते हुए, साथ ही तापमान में परिवर्तन के साथ पानी के अवशोषण स्पेक्ट्रा के प्रयोगात्मक अध्ययन।

न केवल प्रयोगशाला स्थितियों में, बल्कि व्यवहार में भी - वायुमंडलीय अनुप्रयोगों में पानी के अध्ययन पर काफी ध्यान दिया जाता है। बादल और जल वाष्प अतिरिक्त सौर विकिरण को अवशोषित और प्रतिबिंबित करते हैं, और पृथ्वी पर इसके प्रवेश को भी नियंत्रित करते हैं। इस प्रकार, वायुमंडल में जल वाष्प के समूहन का पृथ्वी के वायुमंडल के ऊष्मीय संतुलन की स्थापना पर बहुत प्रभाव पड़ता है। चूंकि, मानवजनित कारक के कारण, एरोसोल के रूप में मेसोपोरस सामग्री (जिसकी संरचना गुहाओं या 2-50 एनएम की सीमा में व्यास वाले चैनलों की उपस्थिति की विशेषता है) हमेशा बड़ी मात्रा में वातावरण में प्रवेश करती है, और वे, बदले में, वायुमंडलीय पानी के "क्लस्टरिंग केंद्र" बन जाते हैं, उनकी बातचीत की प्रक्रियाओं को समझने की तत्काल आवश्यकता है।

पानी के समूहों के मुख्य अवशोषण बैंड में शामिल हैं: पानी मोनोमर (वी! 3 ~ 3400 सेमी "1) के कंपन कंपन का क्षेत्र, पानी मोनोमर के झुकाव कंपन का क्षेत्र (वाई 2 ~ 1650 सेमी" 1), लाइब्रेशनल कंपन (4 ^ -675 सेमी "1) और बाध्यकारी पट्टी (मूंछ ~ 200 सेमी "1)। पहले दो बैंड पानी के मोनोमर के बैंड होते हैं, जो इंटरमॉलिक्युलर इंटरैक्शन के कारण विकृत होते हैं, अंतिम दो बैंड क्लस्टर के कंपन से संबंधित होते हैं। सुदूर आईआर क्षेत्र में जल समूहों के प्रायोगिक अध्ययन की जटिलता, स्रोतों की कम तीव्रता के कारण, पानी के अणुओं की संयोजकता की डिग्री के प्रमुख तत्व को पंजीकृत करना मुश्किल बना देती है - बाध्यकारी बैंड, जो क्षेत्र में उनके कंपन को प्रदर्शित करते हैं। आप का<800 см"1.

पानी, तरल पानी, नैनोपोर्स में पानी के रमन और आईआर स्पेक्ट्रा के अध्ययन GebN 7.5 एनएम और Geb1 20 एनएम, और Na-A जिओलाइट्स में पता चला है कि इंट्रामोल्युलर ओएच स्ट्रेचिंग कंपन (3000-3800 सेमी "1) एक सूचनात्मक परीक्षण है। नैनोपोर्स में पानी के बंधन की डिग्री, जब से तापमान बदलता है, पानी के हाइड्रोजन बांड बदल जाते हैं, जो कि स्पेक्ट्रम के परिवर्तन में प्रकट होता है। पानी के अणुओं के बंधन की डिग्री आमतौर पर प्रति अणु हाइड्रोजन बांड की संख्या से निर्धारित होती है। प्रणाली में। प्रत्येक अणु 1.6 हाइड्रोजन बांड में और प्रत्येक कार्य दाता या स्वीकर्ता में भाग ले सकता है।

पानी के समूहों को रिकॉर्ड करने के लिए कम आवृत्ति वाले वर्णक्रमीय क्षेत्र 1500 - 4000 सेमी "1 का नुकसान मौलिक आवृत्ति क्षेत्र में विभिन्न समूहों के कंपन का एक मजबूत ओवरलैप है, जिसके परिणामस्वरूप बैंड की संरचना अनसुलझी हो जाती है, जो जटिल हो जाती है पानी के अणुओं की कनेक्टिविटी की डिग्री का विश्लेषण।

नैनोपोर्स में पानी के ज्ञात स्पेक्ट्रोस्कोपिक अध्ययन मुख्य रूप से सांख्यिकीय रूप से किए जाते हैं और मौलिक वर्णक्रमीय बैंड V), у2, у3 IR और सुदूर IR क्षेत्रों में पानी को कवर करते हैं। प्रश्न का उत्तर देने के लिए "पानी की संरचना क्या है?" अधिक विविध स्पेक्ट्रोस्कोपिक डेटा की आवश्यकता होती है, विशेष रूप से, अन्य वर्णक्रमीय अंतरालों पर, समस्थानिक संशोधनों और पदार्थ के साथ बातचीत की प्रक्रियाओं की गतिशीलता को दर्शाते हुए।

शोध प्रबंध का उद्देश्य: एक विस्तृत वर्णक्रमीय श्रेणी में मेसोपोरस मेसोफ़ेज़ सामग्री में रखे गए पानी के अवशोषण स्पेक्ट्रम का पंजीकरण, समग्र आवृत्तियों के क्षेत्र को कवर करना, और निरंतर परिवर्तन की प्रक्रिया में वर्णक्रमीय पैटर्न की गतिशीलता का अवलोकन। मेसोपोर्स को पानी और नमूने के तापमान से भरने की डिग्री।

अध्ययन के मुख्य उद्देश्य:

शोध प्रबंध कार्य के दौरान, निम्नलिखित कार्य निर्धारित और पूर्ण किए गए:

एक ऐसी तकनीक का विकास जो मेसोपोर्स में जल अवशोषण बैंड की संरचना में परिवर्तन को गतिशील मोड में दर्ज करने की अनुमति देता है;

छिद्र व्यास के आधार पर मेसोपोर्स में पानी के अवशोषण स्पेक्ट्रम का अध्ययन; तापमान पर विभिन्न व्यास के मेसोपोर्स में पानी के अवशोषण स्पेक्ट्रम की निर्भरता का अध्ययन;

1rGO160 मोनोमर के ऊर्जा स्तरों और संक्रमणों की एक नई परिवर्तनशील गणना के लिए एक डेटाबेस का निर्माण। सॉफ्टवेयर का विकास जो लाइन कंट्रोस के मापदंडों के अनुमान के साथ डेटाबेस से अवशोषण और उत्सर्जन स्पेक्ट्रा की गणना करने की अनुमति देता है;

मिश्रित कंपन v + 5 के क्षेत्र में तरल LEO के अवशोषण स्पेक्ट्रम का अध्ययन, इसके तापमान की गतिशीलता का आकलन।

तलाश पद्दतियाँ:

बचाव के प्रावधानों में शामिल शोध प्रबंध पर काम के मुख्य परिणाम आईआर स्पेक्ट्रोस्कोपी की विधि द्वारा प्राप्त किए गए थे। अध्ययन ब्रिकेग के 1R8-125M फूरियर स्पेक्ट्रोमीटर के साथ-साथ SA-2 विवर्तन स्पेक्ट्रोफोटोमीटर पर किए गए थे। वैज्ञानिक नवीनता:

1. काम पानी के पहले संयोजन कंपन वी + 5 की वर्णक्रमीय सीमा पर विचार करता है, जिसमें अवशोषण बैंड के घटक अच्छी तरह से हल हो जाते हैं।

2. बाहरी प्रभाव के तहत मेसोपोर में पानी के अवशोषण स्पेक्ट्रम को रिकॉर्ड करने के लिए प्रस्तावित गतिशील दृष्टिकोण एक वस्तु के अंदर आणविक समुच्चय की कनेक्टिविटी की डिग्री में परिवर्तन के सूक्ष्म प्रभावों का निरीक्षण करना संभव बनाता है। 7

इस मामले में, कनेक्टिविटी की डिग्री का आकलन पानी के उन हिस्सों के अवशोषण स्पेक्ट्रा के अनुसार किया जाता है जो माप के बीच के समय के दौरान संरचनात्मक पुनर्व्यवस्था से गुजरे हैं। 3. HD160 अणु के लिए VTT की एक नई परिवर्तनशील गणना के ऊर्जा स्तरों और संक्रमणों का एक डेटाबेस बनाया गया है। यह गणना, आईयूपी एसी डेटा के अनुसार, अब तक का सबसे पूर्ण और सबसे सटीक है और इसमें सभी सैद्धांतिक रूप से संभव अनुमत संक्रमण शामिल हैं (जे के लिए)< 51, v < 25500 см"1).

रक्षा के लिए प्रावधान:

4500 के क्षेत्र में पानी के अवशोषण स्पेक्ट्रम का गतिशील पंजीकरण। 20 अणु के पहले संयोजन कंपन (v + 5) का 5600 सेमी "1, नैनोसाइज्ड छिद्रों में पानी के अणुओं के बंधन की डिग्री में परिवर्तन का अध्ययन करने की अनुमति देता है, जो तापमान में भिन्नता और छिद्रों के भरने की डिग्री के कारण होता है। .

अंदर निहित पानी के अवशोषण स्पेक्ट्रम के आधार पर किसी सामग्री की झरझरा संरचना की ऑप्टिकल जांच की विधि। विधि मानदंड: 4500 - 5600 सेमी "1 क्षेत्र में बैंड अधिकतम (v + 5) की स्थिति, इसके अभिन्न क्षेत्र में परिवर्तन और सामग्री के वैक्यूम पंपिंग के दौरान सबबैंड के बीच तीव्रता का पुनर्वितरण।

SiO2 के मेसोपोरस में पानी में, शास्त्रीय अर्थों में पहली तरह के "क्रिस्टल-लिक्विड" का कोई चरण संक्रमण नहीं होता है, जो तरल पानी T = 0 ° C के हिमांक के पास होता है। तरल पानी के क्रिस्टलीकरण/पिघलने की अचानक प्रकृति के विपरीत, ठंडा और गर्म करने पर 2.6 एनएम और 11.8 एनएम के व्यास के साथ मेसोपोर में पानी की संरचना की पुनर्व्यवस्था धीरे-धीरे होती है। इस मामले में, तापमान रेंज जिसमें पानी की संरचना में परिवर्तन छोटे व्यास के छिद्रों के लिए नकारात्मक तापमान के क्षेत्र में और बड़े छिद्रों के लिए सकारात्मक तापमान के क्षेत्र में स्थानांतरित हो जाते हैं।

प्राप्त परिणामों और निष्कर्षों की विश्वसनीयता दो प्रयोगात्मक प्रतिष्ठानों पर परिणामों की पुनरावृत्ति और अन्य लेखकों के अध्ययन के परिणामों के साथ समझौते द्वारा उचित है।

वैज्ञानिक और व्यावहारिक महत्व:

कागज वस्तु के अंदर आणविक समुच्चय की कनेक्टिविटी की डिग्री को गतिशील रूप से पंजीकृत करके झरझरा वस्तुओं की संरचना की ऑप्टिकल जांच के लिए एक तकनीक का प्रस्ताव करता है। कनेक्टिविटी की डिग्री का अनुमान पानी के उन हिस्सों के अवशोषण स्पेक्ट्रा से लगाया जाता है, जो बाहरी प्रभाव के परिणामस्वरूप माप के बीच के समय में संरचनात्मक पुनर्व्यवस्था से गुजरे हैं।

थीसिस में शामिल परिणाम लेखक द्वारा वैज्ञानिक सलाहकार बीए वोरोनिन के साथ मिलकर प्राप्त किए गए थे। और वैज्ञानिक सलाहकार एल.एन. सिनित्सा। काम में प्रस्तुत किए गए सभी प्रयोगात्मक डेटा और उनके विस्तृत विश्लेषण या तो लेखक द्वारा व्यक्तिगत शोध की प्रक्रिया में या उनकी प्रत्यक्ष भागीदारी के साथ प्राप्त किए गए थे।

लेखक की सक्रिय भागीदारी के साथ, एक अणु के लिए ऊर्जा स्तर और संक्रमण के एक डेटाबेस का निर्माण किया गया था, साथ ही अवशोषण या उत्सर्जन स्पेक्ट्रा के रूप में डेटाबेस से जानकारी प्राप्त करने के लिए आवश्यक सॉफ़्टवेयर का विकास और परीक्षण किया गया था। वर्णक्रमीय रेखाओं की आधी-चौड़ाई की गणना सहित।

कार्य की स्वीकृति :

शोध प्रबंध के मुख्य परिणामों की सूचना दी गई और 3 अंतर्राष्ट्रीय संगोष्ठियों में चर्चा की गई "वातावरण और महासागर के प्रकाशिकी। वायुमंडलीय भौतिकी "(क्रास्नोयार्स्क, 2008; टॉम्स्क, 2009, 2011), उच्च-रिज़ॉल्यूशन आणविक स्पेक्ट्रोस्कोपी पर अंतर्राष्ट्रीय संगोष्ठी HighRus-2009 (निपटान लिस्टविंका, 2009), पर्यावरण और जलवायु नियंत्रण KOSK-2010 (टॉम्स्क, 2010) पर अंतर्राष्ट्रीय संगोष्ठी में ), युवा वैज्ञानिकों के अखिल रूसी सम्मेलन में एमटीई (टॉम्स्क, 2009), युवा वैज्ञानिकों के अखिल रूसी सम्मेलन में "फोटोनिक्स एंड ऑप्टिकल टेक्नोलॉजीज" (नोवोसिबिर्स्क, 2011), रूसी विज्ञान अकादमी के संयुक्त सत्र में और रूसी चिकित्सा विज्ञान अकादमी (टॉम्स्क, 2010)। शोध प्रबंध सामग्री के आधार पर, सहकर्मी की समीक्षा की गई वैज्ञानिक पत्रिकाओं में 5 लेख प्रकाशित किए गए थे, जिनमें से 4 उच्च सत्यापन आयोग के भौतिकी पर विशेषज्ञ परिषद द्वारा अनुशंसित पत्रिकाओं में प्रकाशित हुए थे: "ऑप्टिक्स ऑफ द एटमॉस्फियर एंड ओशन", जर्नल ऑफ केमिकल फिजिक्स , जर्नल ऑफ मॉलिक्यूलर स्पेक्ट्रोस्कोपी, रॉयल एस्ट्रोनॉमिकल सोसाइटी की मासिक नोटिस, सामूहिक मोनोग्राफ में 1 खंड "ऑप्टिकल स्पेक्ट्रोस्कोपी और आवृत्ति मानकों", सम्मेलन की कार्यवाही में 3 लेख और 6 सार। इसके अलावा, काम के परिणामों पर आणविक स्पेक्ट्रोस्कोपी की प्रयोगशाला के वैज्ञानिक संगोष्ठियों और वायुमंडलीय प्रकाशिकी संस्थान के वायुमंडलीय स्पेक्ट्रोस्कोपी की वैज्ञानिक दिशा पर चर्चा की गई। वी.ई. ज़ुएव एसबी आरएएस।

थीसिस की संरचना और दायरा:

निबंध कार्य में एक परिचय, चार अध्याय, एक निष्कर्ष, उद्धृत साहित्य की एक सूची और एक परिशिष्ट शामिल हैं। काम की सामग्री 111 पृष्ठों पर प्रस्तुत की गई है, जिसमें 52 आंकड़े और 9 टेबल शामिल हैं। उद्धृत साहित्य की सूची में 121 शीर्षक हैं। इसके अतिरिक्त, 2 पृष्ठों पर एक परिशिष्ट है।

इसी तरह के शोध प्रबंध विशेषता "ऑप्टिक्स" में, 01.04.05 कोड VAK

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• समाधान में कुछ ऑक्सीजन युक्त हेट्रोसायक्लिक यौगिकों की इंटरमॉलिक्युलर इंटरैक्शन और स्पेक्ट्रोस्कोपिक विशेषताएं 1984, भौतिक और गणितीय विज्ञान के उम्मीदवार अब्बोसोव, बुर्कोनिडिन

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थीसिस का निष्कर्ष "ऑप्टिक्स" विषय पर, लुगोव्स्की, एलेक्सी अलेक्जेंड्रोविच

निष्कर्ष

शोध प्रबंध में किए गए अध्ययनों से पता चला है कि संयोजन कंपन के क्षेत्र में पानी के अवशोषण स्पेक्ट्रम को +5 पर रिकॉर्ड करने के लिए एक गतिशील विधि के उपयोग से मेसोपोरस नमूनों में जल सहयोगियों के अध्ययन के नए अवसर खुलते हैं। 4600-5500 सेमी "1 की सीमा में, नैनोसाइज्ड छिद्रों में पानी के अभिन्न अवशोषण बैंड को विभिन्न जल समूहों के अवशोषण के अनुरूप उप-बैंडों में प्रभावी ढंग से विभाजित करना संभव है। बाद वाले और छिद्र व्यास की एकाग्रता, पानी के व्यवहार का निरीक्षण करें ऊष्मप्रवैगिकी संतुलन स्थापित करने की प्रक्रिया में छोटे मात्रा में अणुओं का समूहन।

यह दिखाया गया है कि 4600-5500 सेमी "1 क्षेत्र में मेसोपोर में पानी के अवशोषण बैंड का केंद्र 2.6 एनएम से 11.8 एनएम शिफ्ट में 530 सेमी" 1 से कम आवृत्ति वाले क्षेत्र में छिद्र व्यास में वृद्धि के साथ है, जो छिद्र व्यास में वृद्धि पर सीमित मात्रा में पानी में हाइड्रोजन बांड की ताकत में वृद्धि को इंगित करता है।

मेसोपोर से पानी की वैक्यूम पंपिंग के दौरान दर्ज किया गया स्पेक्ट्रम समय में अत्यंत परिवर्तनशील होता है, और y + 8 बैंड के घटकों की गतिशीलता, बड़े छिद्रों (0 = 11.8 एनएम) में कनेक्टिविटी के विभिन्न डिग्री के पानी के अवशोषण के अनुरूप होती है। ) मूल रूप से छोटे छिद्रों (B = 2.6.psh) में गतिकी से भिन्न होता है। जबकि सभी जल सहयोगियों को छोटे छिद्रों से समान रूप से हटा दिया जाता है, बड़े छिद्रों के मामले में, मजबूत हाइड्रोजन बांड से बंधे पानी के अणुओं को वैक्यूम पंपिंग की शुरुआत में नमूने से हटा दिया जाता है, और कमजोर रूप से बंधे सहयोगियों को बाद में हटा दिया जाता है, जो एकरसता को तोड़ता है मेसोपोर वैक्यूम प्रक्रिया की दर।

4600-5500 सेमी "1 की सीमा में पानी के अवशोषण बैंड का आकार और बाहरी प्रभाव के समय इसका व्यवहार जैविक प्रणालियों में मेसोपोर्स की उपस्थिति के लिए एक प्रभावी मानदंड साबित होता है, और इसे लागू करना संभव बनाता है। पानी के भीतर निहित अवशोषण स्पेक्ट्रम द्वारा झरझरा संरचना की ऑप्टिकल जांच की विधि। विधि का मानदंड: बैंड की अधिकतम स्थिति (y + 8), इसके अभिन्न क्षेत्र में परिवर्तन और वैक्यूम पंपिंग के दौरान सबबैंड के बीच तीव्रता का पुनर्वितरण सामग्री।

गतिशील पंजीकरण भविष्य में, पानी के अणु के अलावा, अन्य अणुओं - मार्करों का उपयोग करने की अनुमति देगा, जिससे झरझरा सामग्री की सतह के साथ अणुओं की बातचीत बदल जाएगी।

यह दिखाया गया है कि SiO2 मेसोपोर्स में पानी में पानी के हिमांक T = 0 ° C के पास शास्त्रीय अर्थों में पहली तरह के "क्रिस्टल-लिक्विड" का कोई चरण संक्रमण नहीं होता है। ठंडा करने और गर्म करने पर मेसोपोरस में 2.6 एनएम और 11.8 एनएम के व्यास के साथ पानी की संरचना की पुनर्व्यवस्था एक विस्तृत तापमान सीमा में होती है, जो तरल पानी के क्रिस्टलीकरण / पिघलने की अचानक प्रकृति के विपरीत होती है। इस मामले में, तापमान रेंज जिसमें पानी की संरचना में परिवर्तन छोटे व्यास के छिद्रों के लिए नकारात्मक तापमान के क्षेत्र में और बड़े छिद्रों के लिए सकारात्मक तापमान के क्षेत्र में स्थानांतरित हो जाते हैं।

4500-5600 सेमी "1 के क्षेत्र में, 20 और Э20 के मिश्रण के अवशोषण स्पेक्ट्रम से" 1 से 1 "के अनुपात में, तरल IBO के अवशोषण के अनुरूप एक घटक को अलग किया गया था। इस घटक के व्यवहार की जांच की गई थी। जब तापमान 20 चरण संक्रमण के क्षेत्र में T = 0 ° C के पास भिन्न होता है। ठंडा या गर्म करने पर तरल HEO के अवशोषण बैंड की शिफ्ट तरल H2O और 020 की तुलना में बहुत कम होती है।

शोध प्रबंध अनुसंधान साहित्य की सूची भौतिक और गणितीय विज्ञान के उम्मीदवार लुगोव्स्की, एलेक्सी अलेक्जेंड्रोविच, 2011

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कृपया ध्यान दें कि उपरोक्त वैज्ञानिक ग्रंथों को सूचना के लिए पोस्ट किया गया है और शोध प्रबंध के मूल ग्रंथों (ओसीआर) की मान्यता के माध्यम से प्राप्त किया गया है। इस संबंध में, उनमें मान्यता एल्गोरिदम की अपूर्णता से जुड़ी त्रुटियां हो सकती हैं। शोध प्रबंध और सार की पीडीएफ फाइलों में ऐसी कोई त्रुटि नहीं है जो हम प्रदान करते हैं।

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यह ज्ञात है कि अणु विभिन्न परिसरों का निर्माण करते हैं। जल वाष्प का घनत्व 10 -3 ग्राम / सेमी 3 या उससे कम होता है। अणुओं के बीच की दूरी 30 . इन परिस्थितियों में अणु दोलन और घूर्णी गति करते हैं, इसलिए एकत्रीकरण की इस अवस्था में पानी के स्पेक्ट्रम में बहुत बड़ी संख्या में रेखाएँ होती हैं।

पानी का ठोस चरण - बर्फ, यह पता चला है, अस्तित्व के अनूठे रूप से भी दूर है। प्रकृति में सबसे आम और इसलिए सबसे अच्छा अध्ययन किया गया हेक्सागोनल बर्फ है, जो वायुमंडलीय दबाव में बनता है और तापमान में 0 डिग्री सेल्सियस से नीचे धीरे-धीरे कमी आती है। -130 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा होने पर, क्रिस्टल जाली में अणुओं की एक अलग व्यवस्था के साथ एक घन बर्फ का निर्माण होता है, लेकिन, फिर भी, पूरी तरह से समान अवशोषण स्पेक्ट्रम के साथ। तापमान में और कमी (नीचे - 150 डिग्री सेल्सियस) के साथ, अनाकार या कांच की बर्फ बनती है।

ओवरटोन दोलन। आवृत्ति रेंज में 14,000 से 3750 सेमी-1 तक, पानी के सभी तीन समस्थानिक एनालॉग्स के स्पेक्ट्रा को -9 से 400 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर मापा जाता था। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, सभी बैंड उच्च आवृत्तियों की ओर एक सहज बदलाव का अनुभव करते हैं, और उनके तीव्रता नीरस रूप से + 60 डिग्री सेल्सियस से शुरू होती है।

विभिन्न सामग्रियों की खिड़कियों के बीच तरल पानी का संचरण स्पेक्ट्रा एक दूसरे से स्पष्ट रूप से भिन्न होता है। हालांकि, प्रतिबिंब के लिए सुधारों की शुरूआत के बाद, यहां तक ​​​​कि सबसे सावधानीपूर्वक माप में, ठोस सब्सट्रेट की सतह द्वारा पेश किए गए तरल पानी की 1-2-माइक्रोन परत के स्पेक्ट्रम में किसी भी बदलाव का पता लगाना संभव नहीं था।

घटकों में संकेतित आवृत्तियों के अपघटन के बाद, निम्नलिखित पैरामीटर प्राप्त किए गए थे:

पानी का झुकना और अंतर-आणविक कंपन। स्ट्रेचिंग वाइब्रेशन बैंड के अलावा, लिक्विड वॉटर स्पेक्ट्रम में झुकने, लाइब्रेशनल और ट्रांसलेशनल वाइब्रेशन के साथ-साथ एक कंपोजिट वाइब्रेशन बैंड भी होता है।

विघटन की प्रक्रिया में, इनपुट में मौजूद आयन और अणु एक हाइड्रेशन शेल से घिरे होते हैं। इस मामले में, केंद्रीय आयन के साथ जलयोजन परत के पानी के अणुओं का बंधन तरल पानी में अणुओं के बीच के बंधन से भिन्न होगा। नतीजतन, जलयोजन परत में पानी के अणुओं की कंपन आवृत्ति शुद्ध पानी के अणुओं की कंपन आवृत्तियों से भिन्न होगी।

हाइड्रोजन परमाणुओं के ऊष्मीय कंपनों के कारण, परावर्तन का धुंधलापन एक्स-रे विवर्तन अध्ययनों पर न्यूट्रॉन विवर्तन अध्ययन के सभी लाभों को व्यावहारिक रूप से मिटा देता है। इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी की विधि कई गुणों को स्थापित करना संभव बनाती है, हाइड्रोजन बांड की संरचना की विशेषताओं को निर्धारित करने के लिए, कुछ समूहों की कंपन आवृत्तियों को निर्धारित करने के लिए, उनके बैंड की तीव्रता, गतिज गुणों और कई अन्य की गणना करने के लिए। विशेषताएं।

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