книги / Электронная структура органических соединений по данным фотоэлектронной спектроскопии
..pdf
|
|
№Ш |
// |
AT |
/Т 1,зВ |
Рис. 2.3. ФЭ-саеюрышю] |
{формаМО |
МО еи е3, «3 содержат соответственно по 1, 2, 3 и т.д. узловых поверхно стей. Структура МО р-тапа методом ФЭС изучена в работах [7,134,190, 196-203]. Сопоставление значений /* для циклоалканов (табл. 22) со зна чениями /я для соответствующих линейных алканов показало, что только для (CHa)s имеет место заметная дестабилизация ВЗМО (0,9 эВ). Для (СН3>4 в (CHj)s значения первых 1Я отличаются от соответствующих значений линейных алканов не более чем на 0,1 эВ.
Среда работ по ФЭС полициклических углеводородов большой удельный вес имеют исследования взаимодействия верхних с-орбиталей (орбиталей Уолша) циклопропановых фрагментов с орбиталями заместителей или с я-МО. Поэтому рассмотрим более подробно МО циклопропана.
Результаты последних работ по ФЭС циклопропана (7, 134] показали электронную конфигурацию (1<г'1 ) а(1 «')4( 1^ ) , (2д'.)а( 1 е'')4(2с,)Г ФЭспектр С3Н6 и узловые характеристики верхних МО показаны на рте. 23 . При удалении электрона из верхней о(С-С)-связывающей орбитали наблю дается значительное (0,7 эВ) ян-теллеровское расщепление ’^'-состояния. Для СН-связываюшей МО тт-типа 1е" расщепление незначительное, так как в фЭ-слектре не наблюдается двух максимумов. Аноьалъно высокая интененввость полосы 1фи 15,7 эВ в спектрах с излучением Не (Г) вызвала неопределеиность в отнесении третьей и четвертой полос ]196, 197]. Предло женная в работе [184] на основании попуэмпирических расчетов последо вательность орбитальных энергий ионизации подтверждена изучением углового расправления фотоэлектронов [134]. Последовательность рао-
43
Таблица2 .2
Энмемм / * дня црошпескях икаю *
Л
- <
хЗ
1 0 /0 -1 1 ,3 0 —**; 1 3 /0 —*“; 15,71-4*,; 16,75 |
[134.1841 |
|||||||||||
1 9 / - * ’. 26/-**, |
|
|
|
|
|
|||||||
10,1 -*,; |
10 .9 -*, |
|
|
|
|
[2021 |
||||||
9 ,8 0 -6 ,; |
1 0 /7 - * ,; |
1 1 /8 - 6 ,; 1 2 /3 ; |3,72 |
[198[ |
|||||||||
1537 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 / - * s ; |
10.1- * j; |
lljO - tf; |
1 1 .7 -4 / |
[203[ |
||||||||
9,3; |
9 / : |
1 0 /: 1 0 / |
|
|
|
[2031 |
||||||
10,75-11,3 -*„; |
11,7—б у ,; |
1 2 /2 - 6 u ; |
[184.1991 |
|||||||||
1 3 ,3 3 -1 3 3 8 -4 ,; |
1 5 / —4 1,; |
1 8 /5 - 6 u ; 21j0-ett; |
|
|||||||||
26Z - * u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
10,37; |
1 0 /4 ; |
1 1 /3 ; |
1 1 /0 ; |
1 2 /5 |
|
1200[ |
||||||
10Д2-4*; |
10/-4**; |
11Д5-*'; 1 1 /5 -4 " ; |
[1991 |
|||||||||
1 2 /5 —4*; |
12,75-4* |
|
|
|
|
|||||||
9 / 8 - b 3u; |
1 0 /9 - 6 2b; 1 1 .1 -6 , |
1 1 / - 6 U ; |
[1991 |
|||||||||
1 2 / - 6 ^ ; |
12,7—6 ,B |
|
|
|
||||||||
П / 1 - 1 1 /9 —*i(CH,); 11/2 -V /C C ); |
[7,1841 |
|||||||||||
12/-*J(C C ); |
14/1-*7(C H ,); М /б -в Д С Н ,); |
|
||||||||||
16/-4J(CC); |
1 8 /9 -4 J ; 22/-* * , |
|
|
|||||||||
10.32—1 0 /3 —*e ; 11,3&-*U . 1 1 /0 - * Ju ; |
[7.1841 |
|||||||||||
1 2 /4 —4ц,, 4^; 1 4 /2 —c^, * y ,; 16,15—4 |
|
|||||||||||
IB /6 —л2в; |
1 9 /9 - * ,; 2 3 ,l-* „ ; 2 5 .7 -* u |
- |
||||||||||
9,7; 1 0 /; |
Ю /; |
1 1 / |
|
|
J2011 |
|||||||
8,7 |
9 /5 - 4 ,; |
H Z - 4 ,,6 ,; |
13JD0-6,; |
I204[ |
||||||||
14,30 -4,, 6 ,; |
1 7 /5 - 6 , |
|
|
|
||||||||
8.7; 9 / ; |
|
1 0 /; |
1 1 /; |
1 1 /; |
13j0; |
14JB; (1 5 /); |
[190[ |
|||||
1 6 /; |
17/-4**; |
1 9 /- * '; 2 0 /-* " ; |
2 2 /-* * |
|
||||||||
9 /6 ; |
9 /;1 0 j0 5 -6 r |
6 ^ * ,,* ,, 1 0 / |
[2021 |
|||||||||
9,0 |
9 |
/ - j t ; |
1 0 / - 6 , ; 1 0 / - * ,; |
1 1 / - * ,; |
[1901 |
|||||||
1 2 / - 6 , ; |
13/+ 14/ ; |
15,1; |
(1 5 /); I 6 / - 6 , ; |
|
||||||||
19 ,3 -* ,; 1 9 / - * ,; 2 i / - 6 , ; 2 3 / - 6 , |
|
|||||||||||
10.15; |
10,70 |
|
|
|
|
|
|
[205] |
||||
1 0 /; |
1 0 /; |
11.1; |
1 1 /; 12Д; 1 2 / |
|
[2061 |
|||||||
9,71; |
1 0 /; |
1 1 /; |
1 2 /3 ; 1 2 /; 15.77; 1 8 / |
[2071 |
42
Таблица 22 (продолжение)
|
|
|
|
|
|
|
Пвпрстур* |
|
9 .3 - |
е , d \ 10jO-ед . е"; |
10.45о |
[208) |
|||
|
9 / 5 9 / |
- * * . * " ; |
1 0 /- * ,.* '; 10.8 а |
[2081 |
|||
|
9,74-3*1; 11,3—le"; 1 2 /- 3 * ’; 1 Э /-1*;; |
[2091 |
|||||
|
15,7—2е’ |
|
|
|
|
|
|
|
9 /3 - # * ; |
9/ 6 - 0 и; 1 0 /7 |
|
[210[ |
|||
|
9,1 8 - Ь ,; 9 / 1 —* ,; 1 0 /7 |
|
[210[ |
||||
|
9 / 6 —**: 1 0 /1 —е* |
|
|
[211] |
|||
|
8 /5 - Ь ; |
9 /6 - е : |
1 0 /4 - 0 : |
11.34-* |
[21Ц |
||
|
9 / 9 - 0 ; |
9 / 2 —*; |
10.14-0; |
1 1 /4 * |
[211] |
||
© |
8 / 0 —8 / 7 —*; 9 / 2 - * , ; |
1 0 /1 - 1 1 ,13 -е; |
[21Ц |
||||
1 1 / |
2—*, |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|||
Д |
9 /- * " ; |
9 / - * • ; |
9 /- * " ; |
1 0 /-* * ; И Д - * ’ |
[2121 |
||
8 /- * " ; 8 / - * ’; 9 /- * " ; 9 /- * * ; 1 0 , 3 [ 2 1 2 1 |
|||||||
Л |
В / - * 1; 9 / - * ”; 10,0; 1 0/-** .«" |
12131 |
|||||
|
10.75-#'’; 1 1 / - * ’
О
9 / - * ’; 9 2 —и": 1OJ0; 1 0 /- * '.* ”; 1 0 / - * “ |
[213) |
|
11.3- |
4* |
|
А |
[2131 |
8 /8 ; 9 /5 : 1 0 /; 1 0 /; 1 0 /5 ; 1 1 /5 |
|
Д |
|
®
8,33—0 ,; 9 ,7 8 -0 ,; |
10.13-*,; |
1 1 /0 - * ,; |
[2141 |
|
1 1 /6 ; |
12,16; 1 3 /3 , |
1 4 /; 1 7 |
/4 |
|
9 ,3 7 - |
1 0 /3 - 6 е; 1 0 /5 - 1 1 /- S # ; 12,1 -1 2 ,9 -6 * ,; |
[215] |
4е, |
l*t ; 1 4 / - 3 * ,; 15.1-Зе; 16,94-4*,; |
1 7 |
/- 2 # |
43
Таблица 2.2 (продолжав*)
в ^ -О /б -* * ; 10.23-*"; Ю /^о"; 12/5;
1 3 /5 -*;; a l а*,. . . ; |
14.30-*'; 15/5-<£ |
/ к 1 |
|
9 / 5 - 9 / - * ; 1 0 /—*; |
10,7; 11,1 |
о
9 /8 -9 /S -5 » ,; 10/3-2*; 11.38-2»,;
ю1 5 /7 -3 * ,; 17J07-2*,; 18/7 -2»,; 20JB9-1*; 23/9-1»,12,96—4»,; 13,55-1»,; 14,87-15,15-3#,;
0 |
9 .1 -9 /-9 /-2 |
» * ,, 1#ам; |
13,75—l«r ; 1 4 /- 2 fiM |
|
1 5 /- l* 2l<; 1 |
7 /-2 *д,; |
1 8 /—t»),; 22,1—1#|» |
||
|
||||
0 |
9 / - 9 / - 1 0 / - 1 0 / - 2 * ;; |
3*^2*;. 34*,; |
||
1 3 /5 -1Э /-2*;,2*;; 14/5-3*1; 15/5-2*',; |
||||
17/5-1*; |
|
|
9,09-*,; 9 /5 - * ,; 1 0 /2 -5 ,; 1 0 /3 -5 ,;
в11,11-*,; 11/1-4,,* 13/7 —5,
м |
9,73-35,; |
1 0 /-1 0 /-Э * ; |
12 /5 -1 * ,; 12JB5-3*,; |
||||
13Д-15,: |
1 5 /-1 6 /-2 * ': |
1 6 /-2 5 , |
|
||||
О О |
9 /6 - 5 ,; |
1 0 /- * ,; 1 0 /5 -5 ,; 12,1-5, ; 5, |
|
||||
1 2 /- 5 ,,* ,; 13,5—# ,,* ,; |
L S /-5 ,, 5 ,,* .; |
|
|||||
1 7 /-* , |
|
|
|
|
|
||
|
9 /2 - * ,; 9,78—5 ,; 1 0 /- 4 ,; 11,1-5,; |
' |
|||||
|
12,3-*,; |
1 2 /—5 ,,* ,; |
12.9-5,. в ,; 1 5 /- Ь ,.* ,: |
||||
\ f |
16,1-*,, * ,; 1 6 /—5 ,; |
19.1-4,; |
1 9 /-5 ,.* , |
||||
Ю о |
9.21-5Эи; 9 / - 5 |М; 1 0 /5 -5 ),; |
1 1 /-Ь 2и; |
|
||||
1 1 .3 -6 ^ * ,; 1 2 / - 5 |Г |
13/-»1»; 14.1-*|»; |
||||||
|
1 4 /- 5 Эм; 1 5 /- 5 2и; 1 5 /-5 v ; 1 6 /-* ,; |
|
|||||
|
17,1-*,; 1 7 /- 5 to |
|
|
|
|
||
|
9,12-9.32-3*"; 9 /2 -1 0 /2 -5 * '; |
11/2-4*',; |
|||||
Л |
12/2-3*;; 12,7-2*"; |
13 /-4 * ’. |
13,3-1*;; |
I S / |
|||
8 /2 —25ju; 9 /1 —9 /2 —S^,,; 10.12-10.32-3*,; |
|||||||
|
|||||||
X |
10/1—251,; 11/1-4*1,; |
12.14; 1 4 / |
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
£DO 10/5: Ю /2; 11/3; 11/0: 12.35 |
|
||||||
о < |
9 /6 -* * ; |
1 0 /0 - е / 10/1; ll/O |
|
||||
9 /2 -* ^ ,* ,; 9 /8 -* ;, 5 ,; |
10 /0 -* ;. *,; |
|
|||||
|
|
||||||
С & |
10,74-*;. 5 ,; 1 1/1 -*; 12,18-* |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
[216]
[2171
J218.219]
[220]
[221]
[222]
(2251
[2321
[2321
[2321
[233|
[233]
[200]
[2341
[2341
Таблица2 3 (окончание)
|
|
/rotmcvaie, d |
1 Ляпрмуре |
|
ю |
< 1 |
9 , 1 7 9 , 9 1 —Ьи; 10,18-1*; |
Ю ^8-Ьи; |
[2351 |
11,61; 11,92 |
|
|
||
|
|
8 .8 6 -V : 9,2—e'; ЮДО-ж"; 10j6^*'; 11,5-**; |
[2361 |
|
|
|
1 2 .3 -125; 13J8; 15.2 |
|
|
ч |
|
|
|
|
|
|
9 Л 5 -4 ; ЮЛ0-*я; 1 0 5 6 -0 |
|
[2371 |
d |
p |
|
|
|
|
|
8 ,7 6 - ^ ; 9JB2-e;; 10,30-*;; |
10,60-*;; 11ДО-0 |
[2371 |
счиштых одноэлектронных энергий полуэмпнрическмми и н е эмпирически ми методами обычно совпадает с последовательностью 1Ш [196] ■Относи тельное положение кривых потенциальной жергин A t ~ и *Вз-состояний СзН«, на которые расщепляется Х*Е' вследствие электронно-колебатель- пого взаимодействия, показано на рис. 2А
Для молекулы циклобутана (СН3)4 в [199] и в более ранних работах, ссылки на которые можно найти в обзоре [202] , получена последователь ность уровней
l®if Iбу 1( | | 2в|g let 2( | | Ц |ц 2ev.
Яи-теяяеровское расщепление нижнего полного состояния 2Еи 0,55 эВ лишь незначительно уступает расщеплению двух ВЗМО в замещенных цнкпобутанах (табл. 2.2) .
Из многочисленных работ по ФЭС би- и полициклических алканов в табл. 1 2 приведены данные из работ [202- 222] только для наиболее про стых или характерных соединений. Более полнея подборка значений 1Я для углеводородов, содержащих малые циклы, опубликована в работе [202]. Электронная структура и ФЭ-спектры циклоалканов обсуждаются также в [223-230] и ряде ранних работ по ФЭС, цитируемых в [2,7,14, 18,202]. Показано, что в молекулах циклоалканов, содержащих циклопропановые фрагменты, верхние МО могут быт» представлены в виде комби нации орбиталей Уолша фрагментов [202,211-214,216,229]. В ФЗчяектрах таких полициклических алканов, как портрициклан (Г), трвастеран
< & |
© |
€ > |
/ ! |
I |
N |
И |
IV |
(II) и гексагнщюбульвалеи (III), наблюдается ресщеппение на 0,5-0,6 эВ уровней, соответствующих ВЗМО 2е циклопропана (табл. 2.2).
Авторы работы [209] обратили внимание на аномально низкий для ал канов связывающий характер ВЗМО (1Л.1]проиелана (IV). Для этой орбитали (За!) адиабатический переход совпадает с вертикальным. Для высокосимметричной каркасной молекулы аддмантана С9Н ,б было пред* ложено несколько вариантов отнесения ФЭ-лолос [218, 219, 226, 227]; нам представляется обоснованной идентификация спектра в работе [218].
£
Для молекулы кубана CgHe рассчитанные в [220, 230] энергии ионизации хорошо согласуются сФЭ-спектром. Четыре нижние МО з-пша 1 а1к, 1т,ы, Uig и 2л,g вносят вклад в С-С- и С-Н-свяэыванне. № пятя МО р-типа две ( 2 2 tiS) также С-С- и С-Н-свяэывающие, 1а2и - С-Н-свлэываю* щая, a leg и lt2u лхжалиэаваты на С-С-связях [229,231].
ФЭ-спектры старанов идентифицированы в терминах орбиталей Уолша малых колец [232-237]. В случае дистаро [2.1.2.1 ]октака (V) [232] взаимодействие орбиталей двух С3-колец через псевдо-я(СН2) -связи на рушает естественную последовательность уровней, характерную для 1 ,2-за мещенных (VI) [234,237].
V VI
2.2. АЛКЕНЫ И ЦИКЛОАЛКЕНЫ
Электронная структура молекулы этилена интенсивно исследуется ме тодом ФЭС в течение последних десятилетий [S-7, 14, 18, 94, 193, 149, 238-244]. Ссылки на более ранние публикации даны в работах [7, 18, 94, 244]. Угловое распределение тг- н ^фотоэлектронов для этилена н ал килэтиленов исследовано в работах [45, 245], теоретический анализ фотоионизации опубликован, например, в [93, 246]. Последовательность орбитальных энергий ионизации С3Н» совпадает с последовательностью МО: lag > 1&3в > 1Ь|и > 2 ag> \b 2g< 1biu [93,149] -Представление о локализации и связывающем характере МО дают результаты неэмпиричес-
Таблиц*2.3
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I,О С И , |
[I4»l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
М |
О |
|
Hu |
1 |
C |
J |
* I с * Р х \ , |
|
|
|
|
I |
C |
J |
P |
' |
|
1] |
|
с |
|
- |
н |
|
|||||||||||||
|
|
|
- - |
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
1- - |
- - 1-- -- -- |
-- -- |
-- -- |
- - |
- |
- |
- |
- |
- |
- -—- |
- |
- |
- |
1- |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
- - |
- |
- |
-1- -- |
|
|
- |
|
|
0о |
|
|
|
0 |
|
|
0 |
|
0 |
6 |
2 0 |
|
|
|
|
|||||||||||
1 |
* |
3 |
» |
0 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
о |
|
|
|
д |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
М |
> |
2 |
, |
0 |
, |
2 |
6 |
8 0 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
0 |
^ |
3 |
7 - |
0 |
. 1 |
|
8 О 6 |
Д |
4 |
9 |
|
V |
|
|
|
0 |
, |
1 |
4 |
00 |
, |
0 |
0 |
4 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
, |
7 |
0 |
0 6 |
|
|
0 |
|
3 |
2 |
6 о |
|
д |
ю |
|
|
|
|
|
0 |
, |
2 |
1 |
2 0 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
0 |
^ |
6 |
9 0 |
, |
1 |
5 |
30 |
, |
1 |
6 |
7 |
|
Щ и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
1 |
* Э |
|
м |
0 |
, |
2 |
0 |
1 0 |
, |
4 |
3 |
|
90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
. |
1 |
5 |
0 0 |
|
|
- |
0 |
Д |
6 |
0 7 |
. |
1 |
3 |
4 |
Ц |
|
г |
|
0 |
, |
0 |
6 |
8 0 |
, |
7 |
8 |
0 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
Д |
|
6 |
0 9 |
|
|
0 |
|
0 |
4 |
3 0 |
, |
0 |
7 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Твбт т 2А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
КомОиеямж «стогн д и С.Н, ■ C,D4 |
(о* -) |
■ оаомом ■ мжжжроиж- |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
яом состоящих [24Э, 144] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
vi |
|
I |
|
с . н 4* |
|
с 4н ; х |
|
|
|
1 с ,н ; с |
|
1 |
C , D 4X |
|
C, D;X |
|
C. D ; C |
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
1------ ------- --------- :— |
|
|
11■ |
1245 |
|
|
1518 |
|
|
1340 |
|
900 |
|
|
|
|||||||||||||||||||
уа(С-С) |
|
|
|
1630 |
|
|
1260 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
у((НСН) |
|
|
|
1342 |
|
|
1494 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
— |
|
|
|
945 |
|
|
1050 |
|
950 |
|
|
|
|||||||
•'«(таре.) |
|
|
|
1023 |
|
|
438* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
726 |
|
|
270* |
|
|
~ |
|
|
|
||||||||
|
• ООертов3*4. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
кого расчета [149] |
(табл. 2 3 И 2.4). По результатам расчета в С-С-связы- |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ванне основной вклад вносят гг-эпектроны в |
нижний валентный уровень |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
s-типа |
|
менее значителен вклад уровня ро-ро-тнпа 2ал . С-Н-саяэь реали |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
зуется в основном орбиталями |
|
|
1 b3u, |
1б1и и ЛЪ-xg- Однако |
по расчету |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
[I49L вклад в С-С-свяэываиие л-алектронов переоценен, так как в состоя |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
нии л*Въи максимально заселяется нижний уровень |
№2(С=С)-калебаннй, |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
т.е. прочность С-С-связн изменяется незначительно. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
Как известно, связывающий характер орбитали, из которой удаляется |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
электрон, можно оценить во изменению частот нормальных колебаний. |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Колебательную структуру имеют четыре первые полосы (рис. 2.5), но иден |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
тификация структуры ч^тер^инах мод нормальных колебаний оказалась |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
возможной только для X ■и С-состояннй. В расчетных работах Цедербаума |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
с сотрудниками [246-249] |
показано, что противоречивость анализа коле |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
бательной структуры СэН? |
и его дейтерированных аналогов |
[7, 14, 149, |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
239-244Цобьясяяется сильными невдиабатическими эффектами для со |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
стояний А и 2Fи, B,Me*iugi степени, для J a |
? |
(смешивание волновых |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
функций состояний X и А, В и С). В первой полосе наряду с прогрессиями |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
частот V] и vs обнаружено сильное возбуждение обертона торсионного |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
колебания |
у«(ви) |
(см. рис. 2 5 ). Из анализа структуры первой полосы |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
установлено, что удаление я-электрона нарушает плоскую структуру ядер- |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ного остова, в равновесном состоянии нона торсионный угол между СН2- |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
плоскостями составляет 25-27° |
|
|
[244, |
250, |
257] |
и барьер |
инверсии |
|
||||||||||||||||||||||||||||||
4501 ISO см-1 |
[244]. Частоты нормальных колебаний для C2H f, полу- |
|
47
ченные из спектре CjH*, записанного с цепью достижения высокого раз решения (90 см’1) в режиме сверхзвукового молекулярного пучка, при ведены в табл. 2А вместе с данными для С2Е>4 [2^2, 243]. Аномальный изотопный сдвиг частот v2 и vs в состояниях CjHI X и СаЕ£ X объяснен резонансом Ферми для р3 и гз в случае С2Н^ X. Отнесение длинной коле бательной прогрессии состояния & В 1и в работах [242-244] гфотиворечлвое, изотопный сдвиг частоты согласуется с отнесением прогрессии к взили 2?4-холебанням [243]. Сопоставив рассчитанные в работе (149] заселенности перекрывания для МО IЬги и lb lu (см. табл. 2.3) с коле бательной структурой соответствующих фотоионизационных полос, легко заметить более сложный характер изменения конфигурации ядер в лоне в сравнении с ожцдаеьшм из связывающего характера МО.
При исследовании ФЭ-слектров алкяяэтиленов основное внимание об ращается на проявление в спектрах тг-о(СН) -сопряжения (сверхсолряжение) [130, 252, 253, 256-258]. В табл. 2 5 приведены данные для наибо лее простых алифатических алкенов с одной кратной связью. Последова
тельное замещение винилькых водородов на метальные крупны приводит к понижению /в (и) на 0,5 ± 0,1 эВ на одну Ме-гругпту вследствие сверхсо пряжения. Основной вклад свсрхоопряжсния в Д/(«) подтверждается зна чениями Бсл (Cls) для HJ CCHJ в Н3ССНМе, отличающимися только на 0.14 эВ (см. Приложение, табл. 1). Связывающий характер частично дело кализованной «-орбитали проявляется в колебательной структуре первой полосы, например, в случаепропеначастота v (С=€) понижается, а частоте деформационных колебаний Me-группы увеличивается (253].
Показателем степени делокализации «-электронов может служить пара метр углового распределения фотоэлектронов fi [45, 244, 245]. Посколь ку для HJ OCHJ 0(«) > 20(G) .то в метилэтиленах свсрхсдоряжеине, с од ной стороны, вызывает понижение 0(и), * с другой - увеличивает 0 для а (Ме)-орбнталей. Последнее позволило идентифицировать все МО «'’-тала. Более точным критерием «-уровней служит не величина f t а ее изменение при варьировании Екыи [45]. В работах Кимуры с сотрудниками для иден тификации ФЭ-оолос уровней p-типа применено правило сум м (130. 252]. Метод линейных комбинаций орбиталей связей, параметризованный по ФЭ-спектрам, показал, что для пропена вклад *Ч>с-орбитали в ВЗМО составляет 86%, а в тетраметапэталеие понижается до 74% (245]. В работа (258] выполнен сравнительный анализ электронной структуры HjOCH-M e в H3C=CH-CF3 методами ФЭС, РЭС и расчетным методом
*а-ДШ Последовательность орбитальных / , для молекулы ярдис-бутадиена в
купмансовском приближении имеет вид [93.94.190,259, 260]
\ag > 16ц > lag > 2Ьи > ЭЬи “ 3af >4at >4bu >Sai > \ a u > lb s .
Четыре нижние орбитали х-типа дают среднее значение / в в 21,2 эВ, что на 0,6 зВ ниже по сравнению с бутаном (меньший С—Н-связалвятщнй вклад Н1х). В то же время увеличение порядка С-С-связей привело к воз растанию величины расщепления х-уровней от 5,9 в С4Н ( 0 до 6,7 эВ (см. табл. 2.1, 2 5 ). Два первых потенциала ионизации соответствуют ^ (lft,) - и « |( 1«у)-орби1алям, для верхней МО 16, вертикальный переход совлада ет с адиабатическим, что характерно дня слабослвзывающих «-орбиталей (колебательные частоты в первой полосе 1520, 1180 и 5 0 0 см-1 [94]). Из последующих членов ряда линейных алкенов Н(НС=€Н)ПН изучена струк тура «-МО цис- и транс-гассорнена методами ФЭС [190,261] и абсорбцион ной электронной спектроскопии катион-радикала [76], храде-октатетраена методом ФЭС [262]. Структура изомеров триена неэмпирическим методом рассчитана в работе [263]. Потенциалы ионизации подаенов Н(НС=СН)„Н (л = 1-36) методом Х<,-ДВ рассчитаны в работе [264].Расщепление энергии ионизации «-уровней возрастает от 2,5 эВ (я = 2) до 3,6 эВ (л=3) и 4,2 эВ (л в 4) (табл. 2.4). В двух последних соединениях верхняя оМО лежит вы ше «I-уровня.
Приведенная в табл. 25 идентификация /в предполагает выполнимость одноэпектронной картины ионизации для всех МО. Однако в последние несколько лет в ряде работ методом. ССП Х-Ф КВ показано, что в плоских молекулах с сопряженными двойными связями уже для первого возбуж денного состояния имеет место значительное (4 : 1 во неэмплрическому расчету для С4Н, 0 [76] ) смешивание купмансовскотои некупмансовского
4. Зак. 3037 |
09 |
Таблица 2.5
Сллдкаеиме
Н .О С Н , Сем.-1)
D ,C X 2),
(см.**)
= / v
- С
\ j
w * л
w
г \
к
~ \ =
|
|
/.-лтаее«ЮС.эЪ |
|
Ллтврпур* |
|||
10Д14 |
12,431 |
|
14,43 |
15,74 |
[149.241) |
||
10,914-1*4, 12,79-1**., |
14,84—2я_; |
16,02-1*. „ |
[243) |
||||
18,7 |
Д |
22^ |
* * |
|
|
|
|
19.1-1**,; |
23,5-ley |
|
|
|
|||
10326*, |
12*468; |
14,39; |
153* |
[241.243] |
|||
1036 |
|
1233 |
|
14.87 |
16,00 |
|
|
9,72 938-2*1”; 1231; 13,23; 14,48; 14,8-1л '; 1530; |
[238.252] |
||||||
18,30; 2138; 24.16 |
|
|
|
|
|||
9.77- V ; 113; 12.3; 13,2; 133-2я”; 2я": 143:15,1; |
|190,254] |
||||||
1 6 3 -1в"; 18.2; 20.5; 223 |
|
|
|
||||
9 j6 8 -V ; 1135;...; 18,1 -V ; 193-4д; 21.7-Зл”; |
[190.2551 |
||||||
2Э,4-2л’ |
|
|
|
|
|
||
9,45-2*,; 1131-4*,; 1 2 3 0 -& ,; 133 -3*,; |
ц з ц |
||||||
15,03-4в,; 153-2*,; 15.7-1*,; 17,27- 3,, |
|
||||||
9,24-2*.; 11,8-4*,; 12.9-Se,;1л,; 133-3*, |
|190| |
||||||
15Д-4а,;2*,, 1*,; 17,3-3*,; 213-2я,;22Д-1», |
|
||||||
9,12-2*,; 11,7-4*,; 12,7-5я,; 133 -3*,, 14.11л,, |
ji9o] |
||||||
4л,; 143-1*.; 163-3»,; 173-2*,; 21Д -2я,; |
|
||||||
22Д-1*, |
|
|
|
|
|
||
9,36-2*,; 11,65-4*,; 12,76-5л,; 13,7-3*, ; |
1131] |
||||||
14,15-4а,; 14*4-1л,: 15Д -1*,; 16Д0-Э*,; |
|
||||||
17*44-2*, |
|
|
|
|
|
||
9,37-2ли;11,96- iog \ 1 2,79-4лж; 1Э,2-4*„; 1 4 3 -1 * . |
1«ЭД |
||||||
15,17-3*ш; 1л«; 1 5 ,6 -3 * ; 17,65-2** |
|
|
|||||
9 ,1 2 -Ъ ь,1 1 ,8 -5 * , |
1 2 ,7 -4 * , 13.1-4*,,; 14 .0 -1*, |
1190] |
|||||
1 4 3 -3 * и; 15.0 1*ч,; Злж; 17 .9 -2*,ы; 2 0 .9 -2 * ; |
|||||||
|
|||||||
234-1*1, |
|
|
|
|
|
||
8Д 8 |
8.86-4л"; 11,35-д"; 1235-л*; 12,90-л’; |
1190,245] |
|||||
1 3 3 - За", 2л";7л”; 14.73-л'; 1530-1я"; 16ДЗ-5л', |
|||||||
|
|||||||
20,4-л,;2 2 Д -4 ’;2 3 3 -2 в ' |
|
|
|
||||
8,27 -2*, и; 1 1 .0 -3 * ,,; 12,2-4яж;... 19,8 -2 * ; |
1190] |
||||||
2 1 3 - 1 * ,g. 2 2 Д - 1*,и; 23,4-1*, ы |
|
||||||
|
|
||||||
8.44 -2*,,,; 10,96-3*,ж; 12,7|-4лж; 133; 14Д; 14,85; |
12451 |
||||||
15,85-1*, |
16,4 |
|
|
|
|
||
9,63-Зя”; 11,3; 12.3; 13Д; 133; 14.8; 15,1; 16,0; |
1190] |
||||||
IM -V iZ aS -aa';»* -** |
|
||||||
|
|
||||||
9,6 -я;'; 11,0; 11,4:113 |
|
|
|5[ |
||||
9,03—» ,, *3Ж; 1 1 Д -» ,, 'А й. 12Д-лж; 1 3 3 - М * |
|||||||
[94.262] |
|||||||
13,4-*и; 1 3 , 9 ^ ; ) 5 3 ^ ; |
*„; 18 I -* u ; 1 9 .2 -* , |
||||||
|
2 2 3 -* и ;24,8-лж
80