Шпольского эффект - возникновение квазилинейчатых
электронно-колебат. спектров сложных органич. соединений,
растворённых в специально подобранных растворителях
при низких темп-pax. Обнаружен в 1952 Э.
В. Шпольским и его сотрудниками Л. А. Климовой и А.
А. Ильиной. В обычных условиях спектры сложных органич. соединений представляют
собой сплошные широкие полосы, извлечь информацию
о строении молекул и их составе из таких
спектров трудно или невозможно. Шпольского эффект, позволяющий регистрировать спектры, состоящие
из узких спектральных линий, даёт возможность изучать
эти важные объекты.
Для наблюдения Шпольского эффекта специально подбирают химически
нейтральный по отношению к изучаемым молекулам
растворитель; кроме того, растворитель должен
быть оптически прозрачным в области поглощения и испускания
изучаемых молекул. Такими свойствами обладают, напр., н-парафиновые углеводороды.
Исследуемое вещество растворяют в малых концентрациях (~10-5 - 10-7
г/см), затем раствор охлаждают до температур ниже точки кристаллизации растворителя
(в случае н-пара-фина-до 77 К или ниже). В этих условиях исследуемые молекулы
оказываются изолированными друг от друга и жёстко закреплёнными в растворителе,
что и позволяет получить спектры, состоящие из серий спектральных линий, напоминающих
атомные спектры (их называют квазилинейчатыми) и обладающих ярко выраженной
индивидуальностью (рис. 1,2)
Рис. 1. Спектры 3, 4-бензпирена в н-гептане
при различных температурах (регистрация
на фотоплёнке).
Квазилинейчатые спектры имеют хорошо развитую
ко-лебат. структуру, что позволяет определить частоты колебаний молекул не только
в основном, но и в возбуждённых состояниях. С их помощью исследуют структуру
индивидуальных сложных органич. соединений, физ. и хим. свойства свободных сложных
органич. радикалов; процессы фотохимии органич. соединений; изучают жизненно
важные соединения (хлорофилл и его аналоги - порфири-ны), канцерогенные соединения,
индивидуальные органич. соединения земной коры с целью изучения образования
в ней углеводородов и разработки новых методов поиска месторождений нефти и
др. полезных ископаемых. Спектральный анализ смесей на основе Ш. э. позволяет
определять одновременно неск. индивидуальных соединений в смеси и обладает абс.
чувствительностью до ~10-11 г. Шпольского эффект является оптич. аналогом Мёссбауэра
эффекта.
Рис. 2. Спектры поглощения (слева) и флуоресценцииантрацена в н-гексане при температуре 4К (фотоэлектрическая
регистрация).
Литература по
Шпольский Э. В., Ильина А. А., Климова
Л. А., Спектр флуоресценции Коронена в замороженных растворах, "ДАН СССР",
1952, т. 87, № 6; Шпольский Э. В., Эмиссионный спектральный анализ органических
соединений, "УФН", 1959, т. 68, с. 51; его же, Линейные спектры
флуоресценции органических соединений и их применения, "УФН", 1960,
т. 71, с. 215; его же, Проблемы происхождения и структуры квазилинейчатых спектров
органических соединений при низких температурах, "УФН", 1962, т.
77, с. 321; его же, Новые данные о природе квазилинейчатых спектров органических
соединений, "УФН", 1963, т. 80, с. 255; Pe-бане К. К., Хижняков
В. В., Теория квазилинейчатых электронно-колебательных спектров в кристаллах. Г. Теория
эффекта Шпольского. II. Сравнение эффекта Шпольского с эффектом Мёссбауэра,
"Оптика и спектроскопия", 1963, т. 14, с. 362, 491; Теплицкая T.
А., Квазилинейчатые спектры люминесценции как метод исследования сложных природных
органических смесей, M., 1971; Осадько И. С., Персонов P И., Шпольский Э. В.,
Линейчатые спектры примесных молекул в н-парафиновых матрицах и теория примесного
центра. "Изв. АН СССР. Сер. физич.", 1973, т. 37, № З. с. 540.
Л. Ф. Уткина.
