7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE
description
Transcript of 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE
![Page 1: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/1.jpg)
7. A MOLEKULÁK 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZEELEKTRONSZERKEZE
TETE
![Page 2: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/2.jpg)
7.1 A variációs elv7.1 A variációs elv
![Page 3: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/3.jpg)
A modell:
(a Born-Oppenheimer közelítés szerint)
A magokat rögzítjük, ezek terében röpködnek az elektronok.
![Page 4: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/4.jpg)
Schrödinger-egyenletSchrödinger-egyenlet
enneenneenee VEVVVT )()ˆˆˆ(
eT̂
neV̂
V̂
eE
: elektronok kinetikus energiája
: potenciális energiák
: elektron energiája
eeV̂
nnV
: elektronok és magok vonzása
: elektronok közötti taszítás
: nem operátor, a magok rögzítése miatt konstans.
![Page 5: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/5.jpg)
Ezt a differenciál egyenletet nem lehet analitikusan megoldani, csak közelítő módszerrel (numerikusan).
![Page 6: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/6.jpg)
A variációs elv. A variációs elv.
'''ˆ EH
dEdH ''''ˆ'
d
dH
E
''
'ˆ'
''
'E : közelítő energia alapállapotban
: kiindulási hullámfüggvény
Iterációs eljárás.
![Page 7: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/7.jpg)
o
'
o'•Ha egybeesik a keresett -lal E’=Eo.
•Az összes többi -vel kapott E’>Eo-nál.
: a hullámfüggvény alapállapotban
Eo : alapállapotú energia.
![Page 8: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/8.jpg)
Elektonállapotok I: alapállapotElektonállapotok I: alapállapot
Számításos kémia
- molekulák egyensúlyi geometriája
- normálrezgések frekvenciája és alakja
- töltéseloszlás az atomokon
- kémiai reakciók
![Page 9: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/9.jpg)
Elektonállapotok II: gerjesztett állapotokElektonállapotok II: gerjesztett állapotok
Fotofizika (spektroszkópia)
Fotokémia
Fotobiológia
![Page 10: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/10.jpg)
N O
CH
RNO
3
2
CH3 CH
R
3CH32NO
N O+ -
h
h ,T
1
2
Példa fotokémiai reakcióra:
fotokróm vegyület
spiropiránszíntelen
UV fénnyel besugározva gyűrűnyílás
merocianinpiros
látható (zöld) fénnyel besugározva gyűrűzárás
![Page 11: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/11.jpg)
FotokFotokémia - gerjesztett émia - gerjesztett állapotú molekulák reakcióiállapotú molekulák reakciói
Az oxigén jellegzetes szerveskémiai Az oxigén jellegzetes szerveskémiai reakciói:reakciói:
Alapállapotban:Alapállapotban:
RR•• + O + O2 2 RO RO22• •
Gerjesztett állapotban: Gerjesztett állapotban:
>C=C< + O>C=C< + O22** >C-C< >C-C< 2 >C=O 2 >C=O
O-OO-O
![Page 12: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/12.jpg)
Példa fotobiológiai Példa fotobiológiai folyamatra:folyamatra:
bőrünk lebarnulása, és bőrünk lebarnulása, és az ezzel járó öregedésaz ezzel járó öregedés
Az UV sugarak káros Az UV sugarak káros hatása elleni védekezni hatása elleni védekezni
kellkellFényvédő készítmények egyik Fényvédő készítmények egyik
aktív komponenseaktív komponense
TiOTiO22
Fotokatalitikus hatása Fotokatalitikus hatása veszélyforrás - ennek veszélyforrás - ennek kivédése dezaktiváló kivédése dezaktiváló
bevonattalbevonattal
![Page 13: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/13.jpg)
Hogyan válasszuk ki a Hogyan válasszuk ki a hullámfüggvényeket?hullámfüggvényeket?
'
![Page 14: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/14.jpg)
7.2 Az LCAO-MO módszer7.2 Az LCAO-MO módszer
MO: molecular orbital - molekulapálya
LCAO : linear combination of atomic orbitals - az atompályák lineáris kombinációja
![Page 15: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/15.jpg)
A közelítő hulllámfüggvényt A közelítő hulllámfüggvényt Slater-determináns alakjában Slater-determináns alakjában
vesszük felvesszük felEgy sor: egy elektron
Egy oszlop: egyféle hullámfüggvény
)()()(
)1()1()1(
NNN
Kvantumszámok nincsenek, de spin az van.
![Page 16: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/16.jpg)
Lineáris kombinációLineáris kombináció
A molekulapályákat úgy állítjuk elő, hogy atompályákat kombinálunk lineárisan.
Jól használható molekulapályákat kapunk, ha olyan atompályákat kombinálunk,
a.) amelyeknek energiája nem túl távoli
b.) amelyek számottevő mértékben átfednek
c.) amelyeknek a lineáris kombinációja olyan molekulapályát ad, amely a molekula szimmetriájával összhangban van.
![Page 17: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/17.jpg)
Példa: NPélda: N22-molekula (1)-molekula (1)
a.) feltétel teljesül
b.) feltétel nem teljesül
c.) feltétel teljesül
![Page 18: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/18.jpg)
Példa: NPélda: N22-molekula (2)-molekula (2)
a.) feltétel teljesül
b.) feltétel teljesül
c.) feltétel teljesül
![Page 19: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/19.jpg)
Példa: NPélda: N22-molekula (3)-molekula (3)
a.) feltétel teljesül
b.) feltétel nem teljesül
c.) feltétel nem teljesül
![Page 20: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/20.jpg)
Példa: NPélda: N22-molekula (4)-molekula (4)
a.) feltétel teljesül
b.) feltétel teljesül
c.) feltétel teljesül
![Page 21: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/21.jpg)
7.3. A kétatomos molekulák 7.3. A kétatomos molekulák elektronszerkezeteelektronszerkezete
![Page 22: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/22.jpg)
Homonukleáris molekulákHomonukleáris molekulák
Legegyszerűbb molekulapályák: a két atom egyforma atompályáinak lineáris kombinációi.
)]1()1([2
1)1( 21 sss
)]1()1([2
1)1( 21 sss
![Page 23: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/23.jpg)
Molekulapályák Molekulapályák előállítása előállítása
atompályákbólatompályákból
![Page 24: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/24.jpg)
: „kötő” pálya (kisebb energiájú kombináció)
: „lazító” pálya (nagyobb energiájú kombináció)
Jelölési konvenciók:
*-index : „lazító” pálya
nincs index : „kötő” pálya
-pálya : kötéstengelyre nézve hengerszimmetrikus
-pálya : a kötéstengelyben csomósíkja van
„g”-index : szimmetriacentruma szimmetrikus („gerade” = páros)
„u”-index : szimmetriacentruma antiszimmetrikus („ungerade” = páratlan)
![Page 25: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/25.jpg)
Megjegyzés:Megjegyzés:
Ezekből kiindulva több atompályából is képezhetünk MO-kat a variációs számításhoz.
![Page 26: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/26.jpg)
Az N2 molekulapálya-energiadiagramja
![Page 27: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/27.jpg)
NN22: diagramme OM: diagramme OM
2p2pzz 2p 2pyy 2p 2pxx
1s1s 1s1s
2s2s2s2s
2p2pxx 2p 2pyy 2p 2pzz
E
OA OA
OM
![Page 28: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/28.jpg)
NN22 molecule: molecule: pp (OA) (OA) →→ , , , , *, *, *(OM)*(OM)
occupéoccupé
videvide
liantliant
anti-liantanti-liant
gpz
2p2pz z 2p2py y 2p 2pxx 2p2pyy 2p 2px x 2p2pzz
upx,y
gpx,y
upz
![Page 29: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/29.jpg)
ElektronkonfigurációElektronkonfiguráció
Alapállapotban:
Gerjesztett állapotban:
242*22*2 )2()2()2()2()1()1( ppssss guugug
1*142*22*2 )2()2()2()2()2()1()1( pppssss uguugug
![Page 30: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/30.jpg)
Szingulett és triplett állapotokSzingulett és triplett állapotok
1*142*22*2 )2()2()2()2()2()1()1( pppssss uguugug
Gerjesztett állapot:
Szingulett állapot Triplett-állapot
S = 0 S = 1
![Page 31: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/31.jpg)
Heteronukleáris molekulaHeteronukleáris molekula
Példa: NO
- a két atom ugyanabba a periódusba esik
- az elektonkonfuguráció alapállapotban:
(g és u index nincs, mivel nem szimmetrikus)
1*242*22*2 )2()2()2()2()2()1()1( pppssss
![Page 32: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/32.jpg)
NO molekula MO diagramjaNO molekula MO diagramja
((**2p)2p)11
((2p)2p)44
((2p)2p)22
N atomN atom
O atomO atom
![Page 33: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/33.jpg)
Heteronukleáris molekulaHeteronukleáris molekula
Példa: HCl
- a két atom más periódusba tartozik
- a H-atom 1s atompályáját a Cl-atom 3s és 3p pályáival kell kombinálni
![Page 34: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/34.jpg)
HCl molekula MO diagramjaHCl molekula MO diagramja
H atomH atom Cl atomCl atomHClHCl
2s2s
2p2p
3s3s
3p3pzz1s1s
![Page 35: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/35.jpg)
7.4 A többatomos molekulák 7.4 A többatomos molekulák elektronszerkezeteelektronszerkezete
![Page 36: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/36.jpg)
Többatomos molekula MO-i: elvileg az összes atom AO-inak lineáris kombinációjaként állítható elő.
Belső héjakból adódó MO-k: kevéssé keverednek más atomok AO-ival.
Külső héjakból adódó MO-k: Az AO-k keverednek
Lokális szimmetria szerinti felosztás:
-kötés : hengerszimmetrikus kötésre
-kötés : csomósík a kötés síkjában
n-jelleg : magányos elektronpár
![Page 37: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/37.jpg)
Előzetes kombinációk:Előzetes kombinációk:Lokális MO-k: egy atomcsoport AO-iból képzik.
Hibrid AO-k: egy atom körül kötések szimmetriáját tükrözik.
Példa metán sp3 hidridpályái
)2222(2
1
)2222(2
1
)2222(2
1
)2222(2
1
4
3
2
1
zyx
zyx
zyx
zyx
pppsT
pppsT
pppsT
pppsT
![Page 38: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/38.jpg)
Elektronátmenetek és jelöléseik
![Page 39: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/39.jpg)
Kicsi szimmetrikus Kicsi szimmetrikus molekula molekula
elektronszerkezeteelektronszerkezete
Példa: formaldehidPélda: formaldehid
Ábrázolás: molekula energia Ábrázolás: molekula energia diagram (MOED)diagram (MOED)
![Page 40: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/40.jpg)
A formaldehid MOED-je
![Page 41: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/41.jpg)
A CA C2v2v csoport karaktertáblázata csoport karaktertáblázata
C2v E )(12 zC
v(xz)
v(yz)A1 +1 +1 +1 +1 Tz,xx,yy,zz
A2 +1 +1 -1 -1 Rx,xy
B1 +1 -1 +1 -1 Tx,Ry,xz
B2 +1 -1 -1 +1 Ty,Rz,yz
![Page 42: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/42.jpg)
Formaldehid Formaldehid elektronkonfigurációielektronkonfigurációi
Alapkonfiguráció:
Legkisebb energiájú gerjesztett konfiguráció:
n-* átmenet
(1a1)2(1b2)2(2a1)2(2b2)2(3a1)2(4a1)2(1b1)2(3b2)1(2b1)2
(1a1)2(1b2)2(2a1)2(2b2)2(3a1)2(4a1)2(1b1)2(3b2)2
![Page 43: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/43.jpg)
Az állapot szimmetriájának Az állapot szimmetriájának meghatározásameghatározása
Alapkonfiguráció:
22
21
21
21
22
21
22
21 )3()1()4()3()2()2()1()1( bbaababa
A1 állapot
Legkisebb energiájú gerjesztett konfiguráció
21
22
21
21
21
22
21
22
21 )2()3()1()4()3()2()2()1()1( bbbaababa
A2 állapot
Direkt-szorzat: karakterek összeszorzása szimmetriaelemenként.
![Page 44: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/44.jpg)
Szingulett és triplett állapotokSzingulett és triplett állapotok
21
22
21
21
21
22
21
22
21 )2()3()1()4()3()2()2()1()1( bbbaababa
A2 állapot
1A23A2
Szingulett áll. Triplett áll.
2b1
3b2
![Page 45: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/45.jpg)
Kiválasztási szabályokKiválasztási szabályok
Szingulett-szingulett Megengedett
Triplett-triplett Megengedett
Szingulett-triplett Tiltott
Triplett-szingulett Tiltott
Spin kiválasztási szabály: S = 0, azaz
![Page 46: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/46.jpg)
Szimmetria kiválasztási Szimmetria kiválasztási szabályszabály
Az átmeneti momentum elemzésével kimutatható, hogy a molekula alapállapotból olyan elektronállapotokba gerjeszthető, amelyek ugyanabba a szimmetria speciesbe esnek, mint Tx, Ty vagy Tz.
d'ˆ" vv
![Page 47: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/47.jpg)
E
[1000 cm ]-1
57.2
55.5
32.8
25.2
01A1
A (b b )3
2 2 1
A (b b )1
2 2 1
B (b b )1
1 1 1
B (b a )1
2 2 1
B (b a )1
1 1 1
n*
n
*
*
n
*
*
*
*
*
**
Átmenetek a formaldehid elektronszínképében
![Page 48: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/48.jpg)
Nagy nem szimmetrikus Nagy nem szimmetrikus molekula molekula
elektronszerkezeteelektronszerkezete
Ábrázolás: Jablonski-Ábrázolás: Jablonski-diagramondiagramon
![Page 49: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/49.jpg)
Jablonski-diagram
VR
VR
S0
S1
T1
T2
S2
sz ingulettabszorbció
ISC
ICfluo reszcencia
trip le ttabszorbció
foszforeszcencia
IC
VR:ISC: IC:S:T:
rezgési relaxációSpinváltó átmenet (Inter System Crossing)
belső konverzió (Internal Conversion) szingulett trip lett
v=0
v=n
sugárzásnélküli átmenet
sugárzásos átm enet
![Page 50: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/50.jpg)
Rodamin-B festék abszorpciós Rodamin-B festék abszorpciós és emissziós színképeés emissziós színképe
![Page 51: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/51.jpg)
7.5 Ultraibolya- és látható 7.5 Ultraibolya- és látható spektroszkópiaspektroszkópia
![Page 52: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/52.jpg)
Belső héjakon levő elektronok gerjesztése: röntgensugárzással.
Külső héjakon levő MO-król elektronok gerjesztése: UV és látható sugárzással.
= 100-1000 nm
Vákuum-ultraibolya tartomány: 100-200 nm
UV-tartomány: 200-400 nm
Látható tartomány: 400-800 nm
Közeli IR tartomány: 800 nm-től.
![Page 53: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/53.jpg)
Módszerek I.Módszerek I.UV-látható abszorpciós spektroszkópiaUV-látható abszorpciós spektroszkópia
Az elektronállapot gerjesztéséhez szükséges fény elnyelését mérjük.
![Page 54: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/54.jpg)
Spektrum ábrázolása:
Vízszintes tengelyen [nm]
Függőleges tengelyen intenzitás
abszorbancia transzmittancia
Leggyakrabban oldat mintát vizsgálnak. (Oldószerek: víz, n-hexán, etanol.)
I
IA olog (%)100
oI
IT
![Page 55: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/55.jpg)
Szerves vegyületek
a.) -kötés és kötetlen elektronpárt is tartalmazó funkciós csoportot tartalmazó molekulák (CO, CN, NO2-csoport; n-* átmenet)
b.) laza n-elektronpárt tartalmazó molekulák (Cl, Br, I, Se-tartalmú vegyületek; n-* gerjesztés, 200 nm felett)
c.) konjugált kettőskötéseket tartalmazó molekulák (-pályák felhasadása miatt -* gerjesztés, 200 nm felett)
Vizsgálható vegyületek
![Page 56: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/56.jpg)
Szervetlen vegyületek
Átmeneti fémkomplexek
A fématom degenerált d vagy f pályái a ligandumok hatására felhasadnak. A felhasadt pályák között kicsi az energiakülönbség. Az ilyen elektronátmenet az UV-látható tartományba esik.
Elméleti alapok: ligandumtér-elmélet.
![Page 57: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/57.jpg)
Fényforrás
Rés
Fényosztó
M intaReferencia
Detektorok
O ptika i rács
KÉTSUGARAS UV-LÁTHATÓ ABSZORPCIÓS SPEKTROMÉTER
![Page 58: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/58.jpg)
A benzol A benzol elektronszínképelektronszínkép
e (etanolos e (etanolos odat)odat)
![Page 59: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/59.jpg)
A benzol elektronszínképe A benzol elektronszínképe (gőz)(gőz)
![Page 60: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/60.jpg)
Fényforrás
Rések
Fotódiódatöm b
M intaholografikus rácsHom orú
EGYSUGARAS UV-LÁTHATÓ ABSZORPCIÓS SPEKTROMÉTER
![Page 61: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/61.jpg)
Módszerek II.Módszerek II.UV-látható emissziós spektroszkópiaUV-látható emissziós spektroszkópia
A gerjesztést követő emissziót mérjük.
Ez többnyire fluoreszcencia (esetleg foszforeszcencia)
![Page 62: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/62.jpg)
Spektrum ábrázolása:
Vízszintes tengelyen [nm]
Függőleges tengelyen intenzitás
IF (önkényes egység)
F fluoreszcencia kvantumhatásfok
Oldószerek: (l. UV-látható abszorpciós spektroszkópia)
számafotonok t kisugárzot
számafotonok elnyelt F
![Page 63: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/63.jpg)
Vizsgálható vegyületekVizsgálható vegyületek
Fluoreszkáló anyagok
A legtöbb anyag a gerjesztési energiának csak nagyon kis részét sugározza ki, csak az abszorpciós színképe vizsgálható, a fluoreszcencia nem.
![Page 64: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/64.jpg)
A fluoreszcencia-spektroszkópia előnyeiA fluoreszcencia-spektroszkópia előnyei
1. Az érzékenység sokkal nagyobb, mint az abszorpciós spektroszkópiai mérésnél, mivel a jelet az I = 0-hoz (sötétség) képest mérjük.
Erősen fluoreszkáló anyag ideális koncentrációja ~10-6 M
2. Kétszeres szelektivitás
- elnyelés hullámhossza szerint
- kisugárzás hullámhossza szerint
Fontos analitikai módszer!
![Page 65: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/65.jpg)
Rodamin-B festék abszorpciós Rodamin-B festék abszorpciós és emissziós színképeés emissziós színképe
![Page 66: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/66.jpg)
DetektorO ptika i rács
EM ISS ZIÓ S M O NO KRO M ÁTO R
G ERJE SZTÉ SI M ON OK RO M ÁTO R
Fényforrás
O ptika i rács
M inta
SPEKTROFLUORIMÉTER
![Page 67: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/67.jpg)
Módszerek III.UV-látható CD-spektroszkópia
Királis vegyületek UV-látható abszorpciós spektrumát mérjük, cirkulárisan polarizált fényt használva.
A jobbra és balra cirkuárisan polarizált fény abszorpciós koefficiense eltér!
![Page 68: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/68.jpg)
Spektrum ábrázolása:
Vízszintes tengelyen [nm]
Függőleges tengelyen intenzitás
abszorbancia-különbség
Oldószerek (l. UV-abszorpciós spektrtoszkópia): víz, n-hexán, etanol
I
IA olog (%)100
oI
IT
![Page 69: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/69.jpg)
(R)-fenil-etil-amin CD spektruma
CD-spektrum
abszorpciós spektrum
![Page 70: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/70.jpg)
(R)-fenil-etil-amin és (S)-fenil-etil-amin CD spektruma(R)-fenil-etil-amin és (S)-fenil-etil-amin CD spektruma
CD-spektrum
abszorpciós spektrum
R-FEA
S-FEA
![Page 71: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/71.jpg)
CD spektroszkópia alkalmazásaCD spektroszkópia alkalmazása
1.szerkezetvizsgálat: konfiguráció meghatározása
2. analitika: királis vegyület koncentrációjának mérése
3. biológiai rendszerek elemzése (HPLC + CD spektrométer)
![Page 72: 7. A MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062518/5681480b550346895db53a53/html5/thumbnails/72.jpg)