Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

úplné řešení: jádra + elektrony zjednodušení: Adiabatická aproximace elektrony: lehké a rychlé jádra: těžká a pomalá jádra konají pomalé pohyby okolo.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "úplné řešení: jádra + elektrony zjednodušení: Adiabatická aproximace elektrony: lehké a rychlé jádra: těžká a pomalá jádra konají pomalé pohyby okolo."— Transkript prezentace:

1

2 úplné řešení: jádra + elektrony zjednodušení: Adiabatická aproximace elektrony: lehké a rychlé jádra: těžká a pomalá jádra konají pomalé pohyby okolo rovnovážných poloh a el. je adiabaticky sledují elektrony vytvářejí efektivní interakční potenciály mezi jádry jádra: U ab initio semiempiricky  rovnovážné polohy vnitřní pohyby jsou malé výchylky U mohu rozložit do Taylorovy řady, parametry jsou semiempirické konstanty

3 molekula.... n-atomů... 3n stupňů volnosti 3 translační (  pohyb těžiště) 3 rotační 2 (lineární molekuly) 3n-6 (3n-5) vnitřní(= vibrační) CO 2 OCO 11 22 33 H2OH2O H O H

4 25 cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm -1 Al 2 Cl 6 18 vibračních módů

5 2-atomové molekuly R A -R B U """" a D 0 van der Waalsovy síly disociační energie

6 oddělení pohybu těžiště

7 ……  je výsledkem vnitřní pohyb.... pohyb jedné částice s, m, U(r) oddělení rotačního pohybu a zbytku

8 moment hybnosti moment setrvač. molekuly R A -R B U a

9 U a radiální část: další aproximace: HARMONICKÁ = 0... SR pro LHO LHO: energie nulových kmitů

10 rotační část (pohyb):  r je (2J+1)x degenerovaná... přísluší k ní (2J+1) různých Y lm celkově:

11 odhady hodnot: U a řádově: D char. en. vibrací disoc. energie char. en. rotační eV10 -2 eV10 -4 eV a(nm) M A (u) M B (u) D(eV) H2H2 HClCl

12 izotopický efekt na disociační energii: vodík: H, D H 2, HD, D 2... U(r) stejné

13 pozorování vibrací a rotací IR (IČ) spektroskopie  (  m) UV vid. oblast IR blízkástřední daleká fotony... (UR limita) E (eV) vid. oblast vibracerotace

14 zdroj roztok, plyn detekce mřížka, hranol,... prošlá intenzita PL, roztoky: rotační pohyb zmrazen, jen vibrační spektra plyny: rotační, rotačně-vibrační spektra roztoky: absorpce na vibracích, střední IR absorpce světla jen pro oscilátor spojený s el. momentem... H 2 nemá, HCl ano použití - analytické účely (fingerprint)

15 CH 3 I (methyl Iodide) CH H H I

16 oscilátor... a ~ nm <<  (IR) ~  m dipólová aproximace tlumení  absorpční energie absorbovaná energie sv. vlna 00

17 kvantově absorpce - rezonanční charakter nejen pro LHO, ale každý kvantový systém EfEf EiEi Bohrova podmínka: pravděpodobnost přechodu: ZLATÉ FERMIHO PRAVIDLO dovolený přechod zakázaný přechod výběrová pravidla

18 LHO: výběrové pravidlo pro LHO: emise absorpce tuhý rotátor: výběrové pravidlo: optická spektra - rotační: (J=1) 0(J=0) (J=2) (J=3) (J=4)

19 spektra rotačně-vibrační:

20

21 R - větev P - větev E n = 0 n = 1 hodnoty J P(1)P(2)P(3)P(4)P(5)R(4)R(3)R(2)R(1)R(0)

22 Infračervené spectrum plynného HCl pro základní vibrační přechod  n = +1. frekvence (Hz) n = 0 n = 1 J = J = 0→1 J = 1→0 P-větev:  J = -1R-větev:  J = +1

23 teplotní závislost: 1 molekula.... optické přechody soubor molekul: ideální plyn plyn světlo termostat T D lze ostré hodnoty energie molekuly... teplota T vtištěna termostatem pozorujeme sumární jev: termická střední hodnota Maxwell-Boltzmanova statistika:

24 zobecnění: pravděpodobnost, že systém je ve stavu "i" (v tepelné rovnováze) vibrace: E ~ 0.1 eV 1eV  K T ~ 300 K pozorujeme téměř výhradně  n = +1

25 rotace: 1 stav: (2J+1) degenerace: obecně: degenerace pozorujeme

26 jen vibrace: partiční funkce (statistická suma)

27 Bose-Einsteinovo rozdělení střední energie vibrací: en. jedné vibrace nulové kmity B.-E. faktor T     0

28 vnitřní energie na 1 mol: měrné teplo - vibrační příspěvek soubor N molekul: T  

29 celková energie (nejen vibrace) ( E T = 3/2 RT... Boltzman) nárůst limita T   R R/2

30  měrné teplo rotační  měrné teplo vibrační

31 Přehled stupňů volnosti, molární energie a izochorického měrného tepla pro některé typy molekul. typ molekuly počet stupňů volnostiECVCV translačnírotačnívibrační(pro 1 mol) 1-atomová3--3/2 RT3/2 R n-atomová lineární při nízkých teplotách 32-5/2 RT5/2 R n-atomová nelineární při nízkých teplotách 33-3 RT3 R 2-atomová při vyšších teplotách 3217/2 RT7/2 R 3-atomová lineární při vyšších teplotách 32413/2 RT13/2 R 3-atomová nelineární při vyšších teplotách 3336 RT6 R 4-atomová nelineární při vyšších teplotách 3369 RT9 R


Stáhnout ppt "úplné řešení: jádra + elektrony zjednodušení: Adiabatická aproximace elektrony: lehké a rychlé jádra: těžká a pomalá jádra konají pomalé pohyby okolo."

Podobné prezentace


Reklamy Google