Электронные спектры поглощения. Электронные спектры красителей и модель одномерного ящика.
Рефераты по химии / Молекулярные спектры / Электронные спектры поглощения. Электронные спектры
красителей и модель одномерного ящика.Страница 3
Номер граничного уровня -ВЗМО равен числу электронных пар – числу двойных связей. В кольцах и вне полиенового мостика это число равно 4 и в полиеновом мостике ещё k и всего получаем число -электронных пар (4+k), это же есть и номер ВЗМО (4+k) (см. структурную формулу). Номер m уровня НВМО, на которую при возбуждении переходит электрон, на 1 больше, и равен m=n+1=4+k+1=5+k.
То же самое число (4+k) равно количеству чередующихся фрагментов с двойной и одинарной связью типа C=C-C между двумя атомами N. Длина фрагмента N+=C-C (или N -C=C) в циклах считается равной C =C-C. Если усреднённая из-за сопряжения длина связи C¼C равна a, то длина двух связей в звене цепи сопряжения равна 2a, и расстояние между атомами N равно 2×(4+k) a.
Учтём дополнительную протяжённость электронного облака за пределы системы сопряжения, добавляя к ней ещё одну длину связи. В таком случае длина ящика L, в котором делокализован электрон, равна L= 2(4+k) a + a = (9+2k) a.
Подытожим только что полученные расчётные формулы:
|
Необходимые постоянные в СГС:
m=9.1´10 -28 г (масса электрона),
c=3´1010 см/c (скорость света),
h = 6.62´10-27 э×c (константа Планка).
О размерности энергии 1 эрг=1э=1дн×см=1г×см×с2×см=1г×см2×с2.
Окончательно подставляем в формулу и получаем
Можно вычислить усреднённую длину связи.
Вначале удобно вычислить величины 1/a2, затем их арифметически усреднить , и из усреднённого квадрата длины в завершение извлечь квадратный корень. Результат расчёта представлен в таблице в нижней клетке последнего столбца
Это величина равна
,
Её-то и отождествим с искомым значением усреднённой длины связи СС.
Сравним результат с табличными данными.
У одинарная связи C-C в молекуле этана длина 1.53 А0.
У двойной связи C=C в молекуле этена длина 1.33 А0.
Длина выровненной связи C¼C в молекуле бензола 1.39 А0.
Простое арифметическое усреднение даёт a=1.43 А0
Расчёт из электронных спектров дал <a>=1.39 А0
в бензоле a=1.39 А0
Согласие удивительное !!! Особенно с бензолом !!!
Конечно же, нами был использован ряд приёмов подгонки .
В данной задаче продемонстрирован довольно типичный набор приёмов, которыми пользуются химики в отсутствие достаточно строгих способов расчёта молекулярных характеристик.
ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ по разделу:
Даниэльс-Олберти, стр. Раздел 15.14, задача-пример 15.6,
Задачи 15.64, 15.65
Информация о химии
Форма микролинз контролируется уровнем pH
Исследователи из Китая использовали обычный белок для создания оптических линз, диаметр которых составляет десятые доли микрометра. Фокусировка таких линз может изменяться просто за счет изменения значения pH окружающей среды. Ис ...
Милликен (Milliken), Роберт Эндрюс
Американский физик Роберт Эндрюс Милликен родился в Моррисоне (штат Иллинойс). Милликен был вторым сыном священника конгрегационалистской церкви Сайласа Франклина Милликена и Мэри Джейн (Эндрюс) Милликен, бывшего декана женского о ...
Химическая термодинамика
Тем временем химики обратились к центральному вопросу физической химии – о влиянии теплоты на химические реакции. К середине 19 в. физики Уильям Томсон (лорд Кельвин), Людвиг Больцман и Джеймс Максвелл выработали новые взгля ...