Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Chemia koloru cz.2 Absorpcja światła Daniel T. Gryko Instytut Chemii Organicznej PAN.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Chemia koloru cz.2 Absorpcja światła Daniel T. Gryko Instytut Chemii Organicznej PAN."— Zapis prezentacji:

1 Chemia koloru cz.2 Absorpcja światła Daniel T. Gryko Instytut Chemii Organicznej PAN

2 Plan wykładu Absorpcja światła Widma absorpcyjne Chromofory

3 Absorpcja światła Częstość: x Hz Długość fali: nm Energia: eV

4 Absorpcja swiatła Wzrok człowieka reaguje na fale elektromagnetyczne w zakresie 380nm-760nm.

5 Kolory Zakres nmAbsorbuje światłoBarwa związku FioletoweŻółto-zielony NiebieskieŻółty Niebiesko-zielonePomarańczowy Zielono-niebieskieCzerwony ZielonePurpurowy Żółto-zieloneFioletowy ŻółteNiebieski PomarańczoweNiebiesko-zielony CzerwoneZielono-niebieski

6 Kolory Synteza addytywna - zjawisko mieszania barw poprzez sumowanie wiązek światła widzialnego różnych długości. Synteza subtraktywna - zjawisko mieszania barw poprzez odejmowanie promieniowań widzialnych różnych długości (najczęściej poprzez pochłanianie niektórych długości fal przez powierzchnię, od której odbija się światło białe).

7 Kolor, częstość, energia...

8 Diagram Jabłońskiego Diagram Jabłońskiego jest schematem stanów kwantowych. Jego nazwa pochodzi od nazwiska profesora Uniwersytetu im. Mikołaja Kopernika w Toruniu - Aleksandra Jabłońskiego, który opracował i w 1933 roku opublikował w czasopiśmie Nature pierwotną wersję diagramu.

9 Diagram Jabłońskiego Jeżeli cząsteczce znajdującej się w elektronowym stanie podstawowym dostarczymy odpowiednią energię to cząsteczka ta ulegnie wzbudzeniu do wyższego stanu elektronowego opisanego inną krzywą energii potencjalnej. Relaksacja oscylacyjna Konwersja węwnetrzna Relaksacja oscylacyjna

10 Stany singletowe i trypletowe Reguła Hunda Stan trypletowy ma niższą energię niż stan singletowy o tej samej konfiguracji.

11 Diagram Jabłońskiego Jeżeli cząsteczce znajdującej się w elektronowym stanie podstawowym dostarczymy odpowiednią energię to cząsteczka ta ulegnie wzbudzeniu do wyższego stanu elektronowego opisanego inną krzywą energii potencjalnej. Relaksacja oscylacyjna Konwersja węwnetrzna Relaksacja oscylacyjna

12 Reguły wyboru Przejścia zabronione ze względu na spin Przejścia w których zmienia się spin są zabronione: Singlet – singlet i tryplet tryplet są dozwolone Singlet – tryplet i tryplet-singlet są zabronione Na skutek sprzężenia spinu z orbitalnym momentem pędu niedozwolone przy braku tego sprzężenia przejście S-T staje się dozwolone. Przejścia zabronione ze względu na symetrię Fosforescencja i konwersja wewnętrzna ze stanu T 1 do stanu S 0 są procesami wzbronionymi i to jest powodem stosunkowo długiego czasu życia najniższych wzbudzonych stanów trypletowych.

13 Dlaczego szerokie? Wąskie sygnały odpowiadające przejściom? Nie! Molekuła w każdej chwili jest nie tylko w danym stanie elektronowym ale też w danym stanie oscylacyjnym i rotacyjnym.

14 Dlaczego szerokie?

15 Szerokość pasm Czas przejścia pomiędzy stanami elektronowymi to ok.1 femtosekunda ( s) Czas życia w stanie wzbudzonym zależy od tego jak cząsteczka pozbywa się energii Ze względu na regułę nieoznaczoności, czym szybciej zmienia się energia tym mniej dokładnie możemy ją określić, dlatego stany wzbudzone o długim czasie życia odpowiadają za wąskie pasma absorpcyjne a stany wzbudzone o krótkim czasie życia odpowiadają za szerokie pasma

16 Poziomy energetyczne i przejścia elektronowe n * < * < n * < * < * Energia przejść elektronowych układa się zazwyczaj w następującym szeregu: Poziomy energetyczne orbitali molekularnych w formaldehydzie. Stan podstawowy

17 Reguła Francka-Condona O obserwowanej intensywności pasma decyduje iloczyn momentu przejścia czysto elektronowego i całki nakrywania się oscylacyjnych funkcji falowych elektronowego stanu podstawowego i wzbudzonego. Reguła Francka-Condona Jądra są znacznie cięższe od elektronów a zatem przejścia elektronowe zachodzą znacznie szybciej (10 –15 s) niż jądra są w stanie na nie zareagować (10 –12 s).

18 Reguła Francka-Condona

19 Efekty Batochromowy Hipsochromowy Energia Hiperchromowy Hipochromowy

20 Prawo Lamberta-Beera Absorbancja promieniowania monochromatycznego przechodzącego przez homogeniczny ośrodek jednorodny jest proporcjonalna do drogi optycznej l i stężenia c substancji. log (I 0 /I) = εcl I 0 - natężenie promieniowania padającego I - natężenia promieniowania przepuszczonego ε - molowy współczynnik absorpcji

21 Równania, równania... Współczynnik absorpcji Napierian Intensywność światła wchodzącego Intensywność światła wychodzącego

22 Molecular absorption cross-section Siła oscylatora Przekrój czynny na absorpcję Charakteryzuje część cząsteczki, która absorbuje fotony nπ*f = ε ~ 500 π π*f = dużo wyższa jeżeli f ~ 1 to ε ~ 10 5 n – współczynnik refrakcji Molecular absorption cross-section Liczba cząsteczek zawarta w jednostce objętości na drodze światła

23 Moment przejścia Moment przejścia (M) (Transition (dipol) moment) Charakteryzuje przejście pomiędzy stanem podstawowym a stanem wzbudzonym i jest dipolem przejściowym wynikającym z przemieszczenia się ładunków w czasie przejścia elektronowego. Dla związków aromatycznych najczęściej w płaszczyźnie pierścienia. Moment przejścia zależy od nakładania się orbitali m i n i opisuje prawdopodobieństwo przejścia elektronowego pomiędzy tymi orbitalami.

24 Moment przejścia

25 Chromofory Chromofor Dowolny element struktury, którego obecność powoduje wystąpienie pasma absorpcyjnego w zakresie UV-VIS. NO, NO 2, CO

26 Chromofory Etylen – 180 nm/15000 π π* Acetylen – 180 nm/6000

27 Absorpcja a struktura Orbitale σ i π nie nakładają się. System π-elektronowy może być rozważany jako niezależny. Czym większa dlugość systemu sprzężonych wiązań podwójnych (liniowych lub aromatycznych) tym niższa energia przejścia π π*.

28 Molowy współczynnik absoprcji niektórych zwiazków aromatycznych

29 Wpływ podstawników NH 2 lub OH związane z pierścieniem aromatycznym Przesunięcie batochromowe Auksochrom Grupa mająca niewiążace pary elektronowe, które sprzężone są z układem wiązań π.

30 Chromofory typu push-pull λ max = 366 nmλ max = 525 nm λ max = 423 nm λ max = 461 nm λ max = 460 nm λ max = 400 nm


Pobierz ppt "Chemia koloru cz.2 Absorpcja światła Daniel T. Gryko Instytut Chemii Organicznej PAN."

Podobne prezentacje


Reklamy Google