Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Molekulák forgási színképei Fizikai kémia II. előadás 9. rész dr. Berkesi Ottó.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Molekulák forgási színképei Fizikai kémia II. előadás 9. rész dr. Berkesi Ottó."— Előadás másolata:

1 Molekulák forgási színképei Fizikai kémia II. előadás 9. rész dr. Berkesi Ottó

2 Molekulaszínképek Az atomok esetében csak az elektronenergiák megváltozása kvantált, amely átmenetek színkép- sávok keletkezéséhez vezethetnek. A molekulák esetében a teljes energiához még hozzájárul a molekulát alkotó atomoknak, az egyensúlyi magpozíció körüli rezgéseinek az energiája, és a molekula teljes egészének forgási energiája. E elektron >> E rezgési >> E forgási, ezért első közelítés- ben függetlennek tekinthetők!

3 R Kétatomos molekulák forgása A forgás szabad, tehát a három dimenziós forgás modellje felel meg neki. A kétatomos molekulák – merev rotátor. m1m1 m2m2 r2r2 r1r1

4 A gömbi forgás r m E (l) = l(l+1) h2h2 82I82I ahol I = mr 2 A kétatomos molekula esetében I= m 1 r 1 2 +m 2 r 2 2 Az r 1 és r 2 számítása: m 1 g r 1 = m 2 g r 2 a súlypontra!

5 A redukált tömeg m 1 r 1 = m 2 r 2 azaz m 1 /m 2 = r 2 /r 1 m 1 R 2 m22m22 (m 1 +m 2 ) 2 r 2 = R m1m1 m 1 +m 2 Azaz I = m 1 r m 2 r 2 2 = r 1 = R m2m2 m 1 +m 2 + m 2 R 2 m12m12 (m 1 +m 2 ) 2 I = m 1 m 2 R 2 m 1 + m 2 m2m2 m1m1 [ + ] = m 1 m 2 R 2 m 1 + m 2 m1m2m1m2  =

6 Merev rotátor modell R  E(J) = J(J+1) h2h2 82R282R2 m1m2m1m2 m 1 + m 2  = m1m1 m2m2  = ahol J=0, 1, 2, 3 …a forgási kvantumszám h 8  2 c  R 2 = J(J+1) F(J) = E(J) hc = J(J+1)B

7 Forgási termdiagram F(4) = 4(4+1)B = 20B F(0) = 0(0+1)B = 0B F(1) = 1(1+1)B = 2B F(3) = 3(3+1)B = 12B F(2) = 2(2+1)B = 6B J = 3 J = 4 J = 2 J = 1 J = 0 F(J)/cm -1 0 F(J) = J(J+1)B

8 Kiválasztási szabályok - elnyelés ha J vég -J kiind. =  J =  1 azaz a szomszédos szintek közötti átmenetek megengedettek, ha a molekula poláris!

9 Forgási elnyelési színkép J = 3 J = 4 J = 2 J = 1 J = 0 F(J)/cm -1 0 F(J) = J(J+1)B F(1)-F(0) = 2B-0B= 2B F(2)-F(1)= 6B-2B = 4B F(3)-F(2) = 12B-6B = 6B F(4)-F(3) = 20B-12B = 8B 2B 8B 4B 6B 10B16B12B14B 0 g J =2J+1 e -J(J+1)hcB/kT

10 Kiválasztási szabályok - Raman ha J vég -J kiind. =  J = 0;  2 azaz a Rayleigh-szórás mellett (  J = 0), a Raman-szórás során a rendszer két forgási szinttel lép feljebb vagy lejjebb, ha a molekula polarizálhatósági tenzora anizotróp.

11 Forgási Raman-színkép-Stokes J = 3 J = 4 J = 2 J = 1 J = 0 F(J)/cm -1 0 F(J) = J(J+1)B F(2)-F(0) = 6B-0B= 6B F(3)-F(1)= 12B-2B = 10B F(4)-F(2) = 20B-6B = 12B 6B 10B 14B 0 18B g J =2J+1 e -J(J+1)hcB/kT

12 Többatomos molekulák forgásai A több, mint kétatomos molekulákat a különböző forgási szabadsági fokokhoz tartozó tehetetlenségi nyomatékok alapján osztályozzuk: Gömbi pörgettyű: :I x = I y = I z  0 Lineáris pörgettyű: I x = I y  0 és I z = 0 Szimmetrikus pörgettyű:I x = I y  I z  0 Aszimmetrikus pörgettyű: I x  I y  I z  0

13 Ajánlott irodalom P.W. Atkins, Fizikai Kémia II. Szerkezet, Nemzeti Tan- könyvkiadó, Bp., 2002, , old.


Letölteni ppt "Molekulák forgási színképei Fizikai kémia II. előadás 9. rész dr. Berkesi Ottó."

Hasonló előadás


Google Hirdetések