1 / 13

Molekulák forgási színképei

Molekulák forgási színképei. Fizikai kémia II. előadás 9. rész dr. Berkesi Ottó. Molekulaszínképek. Az atomok esetében csak az elektronenergiák megváltozása kvantált, amely átmenetek színkép-sávok keletkezéséhez vezethetnek.

wanda
Download Presentation

Molekulák forgási színképei

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  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. • Eelektron >> Erezgési >> Eforgási, ezért első közelítés-ben függetlennek tekinthetők!

  3. m1 R m2 r2 r1 Kétatomos molekulák forgása • A forgás szabad, tehát a három dimenziós forgás modellje felel meg neki. • A kétatomos molekulák – merev rotátor.

  4. h2 E(l)=l(l+1) 8p2I r m A gömbi forgás ahol I = mr2 A kétatomos molekula esetében I= m1r12+m2r22 Az r1 és r2 számítása: m1g r1= m2g r2 a súlypontra!

  5. m12 m22 m1 m2 + m2 R2 m1 R2 r2= R r1= R (m1+m2)2 (m1+m2)2 m1+m2 m1+m2 [ + ]= m1m2 R2 m1m2 R2 m1m2 m2 m1 I = m1+ m2 m1+ m2 m1+ m2 m1+ m2 m1+ m2 m = A redukált tömeg m1r1= m2r2azazm1/m2= r2/r1 Azaz I = m1r12 + m2r22 =

  6. 1 1 1 = + m m1 m2 R h2 m E(J) = J(J+1) 8p2mR2 m1m2 m1+ m2 F(J) = h E(J) = J(J+1) 8p2c mR2 hc m = Merev rotátor modell ahol J=0, 1, 2, 3 …a forgási kvantumszám = J(J+1)B

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

  8. Kiválasztási szabályok - elnyelés ha Jvég-Jkiind. = DJ = 1azaz a szomszédos szintekközötti átmenetek megengedettek,ha a molekula poláris!

  9. F(1)-F(0) = 2B-0B= 2B J = 4 F(J)/cm-1 F(2)-F(1)= 6B-2B = 4B F(3)-F(2) = 12B-6B = 6B F(4)-F(3) = 20B-12B = 8B J = 3 gJ=2J+1 F(J) = J(J+1)B J = 2 e-J(J+1)hcB/kT J = 1 0 2B 4B 6B 8B 10B 12B 14B 16B 0 J = 0 Forgási elnyelési színkép

  10. Kiválasztási szabályok - Raman ha Jvég-Jkiind. = DJ = 0; 2azaz a Rayleigh-szórás mellett (DJ = 0),a Raman-szórás során a rendszerkét forgási szinttel lép feljebb vagy lejjebb,ha a molekula polarizálhatósági tenzora anizotróp.

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

  12. Többatomos molekulák forgásai • A több, mint kétatomos molekulákat a különböző forgási szabadsági fokokhoz tartozó tehetetlenségi nyomatékok alapján osztályozzuk: • Gömbi pörgettyű: :Ix = Iy= Iz 0 • Lineáris pörgettyű: Ix = Iy0 és Iz = 0 • Szimmetrikus pörgettyű:Ix = Iy Iz 0 • Aszimmetrikus pörgettyű: Ix Iy Iz 0

  13. Ajánlott irodalom • P.W. Atkins, Fizikai Kémia II. Szerkezet, Nemzeti Tan-könyvkiadó, Bp., 2002, 587-600, 753-757 old. • http://en.wikipedia.org/wiki/Rigid_rotor • http://en.wikipedia.org/wiki/Rotational_spectroscopy • http://en.wikipedia.org/wiki/Rotational_partition_function

More Related