Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Kémiai anyagszerkezettan Előadó: Kubinyi Miklós tel: 21-37

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Kémiai anyagszerkezettan Előadó: Kubinyi Miklós tel: 21-37"— Előadás másolata:

1 Kémiai anyagszerkezettan Előadó: Kubinyi Miklós tel:

2 Tananyag az intraneten (tavalyi): konyvek/fizkem/kasz/  eload02  jegyzet02

3 Tananyag (eload02) I. BEVEZETÉS (Bevez02) II. A KVANTUMMECHANIKA AXIÓMÁI (Axiom02v) III. A HIDROGÉNATOM SZERKEZETE (H_atom02) IV. A TÖBBELEKTRONOS ATOMOK ELEKTRONSZERKEZETE (Tobbel02) V. OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA (Optsp02) VI. A MOLEKULÁK FORGÓMOZGÁSA (Forgo02) VII. A MOLEKULÁK REZGŐMOZGÁSA (Rezgo02) VIII. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE (Molel02AN, Szamkem02b) IX. FOTOELEKTRON-SPEKTROSZKÓPIA (Upsxps02) X. LÉZEREK, LÉZERSPEKTROSZKÓPIAI MÓDSZEREK (Lezer02) XI. AZ ATOMMAGOK ENERIGIAÁLLAPOTAI (Magszerk02) XII. A MÁGNESES MAGREZONANCIA XII. AZ ELEKTRONSPIN-REZONANCIA (-) XIV. TÖMEGSPEKTROSZKÓPIA (-) XV. A RÖNTGENDIFFRAKCIÓ (-)

4 Tananyag az intraneten (idei): konyvek/fizkem/kasz/  eload03  jegyzet03

5 Emelt szintű tananyag 2004 tavasz, ~ 6 előadás

6 Fizikai Kémia Fizikai Kémia I. - egyensúlyok (fázisegyensúlyok, kémiai egyensúlyok) Fizikai Kémia II. - változások (reakciókinetika, transzportfolyamatok) Fizikai Kémia III. - szerkezet (molekulák szerkezete, anyagok szerkezete)

7

8 Bevezetés I. Példák kémiai szerkezetvizsgálati feladatokra

9 Gyógyszer-hatóanyag Epibatidin Erős fájdalomcsillapító Trópusi béka bőréből izolálták Származékok szintézise: Szerves Kémia Tanszék

10 Szerkezeti képlet igazolása Királis C-atom konfigurációja Gyógyszerhatás mechanizmus felderítéséhez (az élő szervezettel hogyan lép kölcsönhatásba): térszerkezet (= „molekulageometria”), atomi töltések, stb. Kristálymódosulat azonosítása

11 Elektrokémiai szenzor hatóanyaga „BME 44” koronaéter Kálium ionnal komplexet képez. Szelektív! Orvosi, biológiai minták káliumtartalmát meghatározó műszerben alkalmazzák (HORIBA)

12 Szerkezeti képlet A koronaéter-gyűrű geometriája K + - BME44 „szupramolekuláris” komplex szerkezete (koordanatív kötések, töltéseloszlás)

13 Iniciátor PVC polimerizációjához Hő hatására gyökösen hasad (peroxikötés) Felhasználásával kiváló minőségű PVC állítható elő (BORSODCHEM-ben alkalmazzák)

14 Szerkezeti képlet O-O kötés erőssége Gyök szerkezete és reakciókészsége Gyökkoncentráció követése a reakció során

15 Szénhidrogén konverziója Pt-katalizátorral Kiindulási anyag: n-oktán Termékek i-oktán (motorbenzinben előnyös), aromások (káros) Az ötvöző anyag hatására megváltozik a termékösszetétel

16 Az ötvözet elemi összetétele Felületi összetétel Felületen megkötődő szénhidrogének kimutatása

17 1.1. Bevezetés a spektroszkópiába

18 A molekuláknak és a többi mikrorészecskének szerkezetét a kvantummechanika írja le. A kvantummechanika alapvető törvényeit az as években ismerték fel. Előzmény: néhány kísérlet, amely a klasszikus fizikának ellentmondó eredményre vezetett.

19 Joseph Fraunhofer kísérlete 1815 A Nap fényét optikai rácson felbontotta. A folytonos színképben fekete vonalakat észlelt.

20

21 Magyarázat:  a Nap folytonos sugárzást ad   a Napot és a Földet körülvevő gázburok molekulái csak bizonyos hullámhosszú/frekvenciájú fotonokat (fénykvantumokat) nyelnek el.    Az A molekula a rá jellemző A1, A2... a B molekula a rá jellemző B1, B2...     Ezért az A molekula energiája  E A = h  A1, h  A2 … energiakvantumokkal változhat, a B molekuláé  E B = h  B1, h  B2 … energiakvantumokkal, stb.

22 A mikrorészecskék fizikai sajátságai közül egyesek - köztük az energiájuk - csak bizonyos meghatározott - kvantált - értékeket vehetnek fel. Erre utal a kvantummechanika elnevezés.

23 EGYSUGARAS UV-LÁTHATÓ ABSZORPCIÓS SPEKTROMÉTER

24 O N N N C 2 H 5 C 2 H 5 C 2 H 5 C 2 H 5 + ClO 4 - Oxazin 1

25 Oxazin 1 UV-látható abszorpciós spektruma

26 1.2. Bevezetés a kvantummechanikába

27 Erwin Schrödinger: Quantisierung als Eigenwertproblem (1926)

28 A Schrödinger-egyenlet A kvantummechanika legfontosabb összefüggése! (Röviden: )

29 Differenciálegyenlet a molekulát alkotó atommagok és elektronok helykoordinátái szerinti differenciálhányadosokat tartalmaz ezen koordináták közös jelölése: 

30 Pl.: H 2 S molekula esetében  (magok) (elektronok)

31 Hamilton-operátor Az operátor függvényen végzett műveletet jelöl ki. A Hamilton-operátor több tagból áll, amelyek közül egyesek a magok és az elektronok térkoordinátái szerinti parciális deriválást tartalmaznak.  (  ) a molekula állapotfüggvénye E a molekula energiája

32 A differenciálegyenletek megoldásai függvények. A Schrödinger-egyenlet megoldásai a  1 (  ),  2 (  ),  3 (  )... állapotfüggvények és a hozzájuk tartozó E 1, E 2, E 3... energia-sajátértékek

33 Az állapotfüggvény jelentősége I. A  molekula -ik állapotát jellemző  (  ) állapotfüggvény megadja, hogy a tér egyes pontjaiban mekkora az elektronok és a különféle atommagok tartózkodási valószínűsége. Ebből leszármaztatható - a magok elhelyezkedését jellemző kötéstávolságok, kötésszögek (molekulageometria) - az atomok parciális töltései (reakciókészséghez fontos) - kémiai kötések erőssége

34 Az állapotfüggvény jelentősége II. Elméleti úton számítható a spektrum!

35 Elnyelési (abszorpciós spektrum): a fényelnyelés intenzitása a fény frekvenciájának függvényében. Kibocsátási (emissziós) spektrum: a fénykibocsátás intenzitása a fény frekvenciájának függvényében.

36 Az elnyelési frekvenciákat a kiindulási állapot (  ) és a végállapot ( ) energiájának különbsége határozza meg: E - E  = h  A spektrumvonal intenzitása arányos a két állapot ( és  ) közötti sugárzásos átmenet valószínűségével, amely kiszámítható, ha ismerjük a molekula állapotfüggvényét kiindulási állapotban (  (  )) és a végállapotban (   (  )). Az állapotfüggvény jelentősége II. Elméleti úton számítható a spektrum!

37 1.3. A kémiai szerkezetvizsgálati módszerek áttekintése

38 Az elektromágneses sugárzás tartományai mikrohullámú gamma röntgen ultraibolya látható rádió- hullámú infravörös [Hz]

39 mikrohullámú gamma röntgen ultraibolya látható rádió- hullámú infravörös [Hz] OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA (molekulák gerjesztése)

40 mikrohullámú gamma röntgen ultraibolya látható rádió- hullámú infravörös [Hz] OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA (molekulák gerjesztése) NMR SPEKTROSZKÓPIA (magok gerjesztése)

41 mikrohullámú gamma röntgen ultraibolya látható rádió- hullámú infravörös [Hz] OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA (molekulák gerjesztése) NMR SPEKTROSZKÓPIA (magok gerjesztése) FOTOELEKTRON SPEKTROSZKÓPIA (molekulák ionizálása)

42 mikrohullámú gamma röntgen ultraibolya látható rádió- hullámú infravörös [Hz] OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA (molekulák gerjesztése) NMR SPEKTROSZKÓPIA (magok gerjesztése) FOTOELEKTRON SPEKTROSZKÓPIA (molekulák ionizálása) MÖSSBAUER SPEKTROSZKÓPIA (magok gerjesztése)

43

44


Letölteni ppt "Kémiai anyagszerkezettan Előadó: Kubinyi Miklós tel: 21-37"

Hasonló előadás


Google Hirdetések