1.03k likes | 1.24k Views
F4110 Kvantová fyzika atomárních soustav letní semestr 2007 - 2008. X. Inversní linie čpavku: Sláva a pád. KOTLÁŘSKÁ 30.DUBNA 2008. Úvodem. inversní linie čpavku jako případ spontánního narušení symetrie kvantově chemický výklad tvaru molekuly čpavku
E N D
F4110 Kvantová fyzika atomárních soustavletní semestr 2007 - 2008 X. Inversní linie čpavku: Sláva a pád KOTLÁŘSKÁ 30.DUBNA 2008
Úvodem inversní linie čpavku jako případ spontánního narušení symetrie kvantově chemický výklad tvaru molekuly čpavku symetrie čtyřatomových molekul normální kmity čpavku a dublety vysvětlení dubletu tunelováním napříč barierou explicitní výpočet pro modely dvou typů čpavkové hodiny dvouhladinový maser
NH3 N N N N N N F H B H H F F N N N N Rovnovážná struktura molekul AB3 BF3 PLANÁRNÍ PYRAMIDÁLNÍ
NH3 N N N N N N F H B H H F F N N N N Rovnovážná struktura molekul AB3 BF3 PLANÁRNÍ PYRAMIDÁLNÍ OCCAMOVA BŘITVA
NH3 N N N N N N F H B H H F F N N N N Rovnovážná struktura molekul AB3 BF3 U U rovinaF h rovina H h Uadiabatická potenciální energie
PLANÁRNÍSTRUKTURA NH3 N N N N N N F H B H H F F N N N N Rovnovážná struktura molekul AB3 STABILNÍ NESTABILNÍ BF3 planární U U rovinaF h rovina H h Uadiabatická potenciální energie
PLANÁRNÍSTRUKTURA NH3 N N N N N N F H B H H F F N N N N Rovnovážná struktura molekul AB3 STABILNÍ NESTABILNÍ BF3 planární U U rovinaF h rovina H h PŘÍKLAD SPONTÁNNÍHO NARUŠENÍ SYMETRIE Dvě rovnocenné polohy atomu dusíku oddělené barierou atomová žabka Oba stavy se dají navzájem převést také pohybem, např. otočením kolem vodorovné osy. Nejsou tedy dva druhy amoniaku. Stereoisomery L a Dtakémají také mezi sebou barieru, jsou však dvojí. Uadiabatická potenciální energie
NH3 N N N N N N F H B H H F F N N N N Rovnovážná struktura molekul AB3 Amoniak -- příklad pyramidální molekuly. dvě minima potenciální energie mezi nimi bariera. V případě amoniaku máme navíc: Bariera je kvantová a dovoluje tunelování mezi oběma stavy. Ty jsou nestacionární BF3 U U rovinaF h rovina H h Uadiabatická potenciální energie
NH3 N N N N N N F H B H H F F N N N N Rovnovážná struktura molekul AB3 Amoniak -- příklad pyramidální molekuly. dvě minima potenciální energie mezi nimi bariera. V případě amoniaku máme navíc: Bariera je kvantová a dovoluje tunelování mezi oběma stavy. Ty jsou nestacionární BF3 U U rovinaF h rovina H h Uadiabatická potenciální energie
N N N N N F B F F N N N Rovnovážná struktura molekul AB3 NH3 Amoniak -- příklad pyramidální molekuly. dvě minima potenciální energie mezi nimi bariera. U amoniaku navíc: Bariera je kvantová a dovoluje tunelování mezi oběma stavy. Ty jsou nestacionární N BF3 H H H N U U rovinaF h rovina H h Uadiabatická potenciální energie
Elektronové konfigurace centrálního atomu bor 3 valenční el. konfig. s2p1
Elektronové konfigurace centrálního atomu bor 3 valenční el. konfig. s2p1 dusík 5 valenčních el. konfig. s2p3
Starobylá úprava periodické tabulky hydridy oxidy
Levá polovina periody sp sp2 sp3
Pravá polovina periody volný pár
/2 b v h a/2 t/3
Výška pyramidy /2 b v h a/2 t/3
Skutečný tvar molekuly NH3 101 pm 38 pm
Skutečný tvar molekuly NH3 101 pm 38 pm snadno se prolomí ohnutím vazeb ( „ deštníkový mód “ )
Grupa symetrie amoniaku IV: vertikální roviny zrcadlení C3 v
Grupa symetrie amoniaku IV: vertikální roviny zrcadlení C3 v v v C3v
N N N N N N N N Grupa symetrieBF3I: hlavní osa NH3 N H H H N
Grupa symetrieBF3I: hlavní osa BF3 B F B N N N B
C3 C2 C2 C2 Grupa symetrieBF3IV: horizontální zrcadlová rovina