Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Wykład 12 Gazy atomowe oraz cząsteczek heterodwujądrowych.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Wykład 12 Gazy atomowe oraz cząsteczek heterodwujądrowych."— Zapis prezentacji:

1 Wykład 12 Gazy atomowe oraz cząsteczek heterodwujądrowych

2 Jednoatomowy gaz doskonały w granicy niskich gęstości

3 translacyjna suma statystyczna elektronowa suma statystyczna jądrowa suma statystyczna Translacyjna suma statystyczna

4 Energia cząstki swobodnej o masie m w pudle sześciennym o boku a

5 Podstawiając m= g, a=10 cm oraz przyjmując typowe n rzędu (temperatura pokojowa) dostajemy Wobec tak małej różnicy kolejnych energii oraz olbrzymiej liczby poziomów energetycznych sumę po n można zastąpić całką. długość termicznej fali De Brogliea

6 Wkład translacyjny do energii gazu doskonałego w przeliczeniu na jedną cząstkę: Statystyka boltzmannowska jest stosowalna jeżeli 3 /V<<1 Wkład translacyjny do energii i pojemności cieplnej

7 Elektronowa suma statystyczna ei – degeneracja i-tego poziomu elektronowego, 1i – różnica energii pomiędzy i-tym wzbudzonym stanem elektronowym a stanem podstawowym. Dla większości atomów jedyny istotny wkład do elektronowej sumy statystycznej w niezbyt wysokich temperaturach pochodzi od pierwszego poziomu energetycznego. Wyjątkami są np. tlen i fluor.

8 1eV=26.9 kcal/mol

9 T(K)f2f Populacje pierwszego stanu ( 2 P 1/2 ) wzbudzonego atomu fluoru w różnych temperaturach

10 Jądrowa suma statystyczna Ponieważ różnice energii pomiędzy poziomami energetycznymi jądra wynoszą miliony elektronowoltów, jedyny znaczący wkład do jądrowej sumy statystycznej wnosi pierwszy poziom energetyczny (chyba, że będziemy rozpatrywali temperatury panujące we wnętrzu gwiazd albo w epicentrum wybuchu jądrowego). Zatem jądrowa suma statystyczna jest równa degeneracji pierwszego poziomu jądrowego. Nie wnosi ona nic istotnego do funkcji termodynamicznych. Uwaga! W przypadku symetrycznych cząsteczek dwuatomowych poprawne zliczanie stanów jąder jest istotne z uwagi na wymóg zachowania symetrii całkowitej funkcji falowej układu.

11 Funkcje termodynamiczne jednoatomowego gazu doskonałego

12 p=CN A k B T

13 Gaz doskonały złożony z cząsteczek dwuatomowych Translacje: 3 stopnie swobody Obroty: 2 stopnie swobody Oscylacje: 1 stopień swobody

14 Translacyjna suma statystyczna i funkcje termodynamiczne d m1m1 m2m2 CM

15 Elektronowa funkcja rozdziału d U(d)U(d) 2 -D e

16 d U(d)U(d) DoDo DeDe Krzywa energii potencjalnej molekuły dwuatomowej w zależności od odległości d między atomami z zaznaczonymi na czerwono skwantowanymi poziomami energetycznymi. D o jest faktyczną energią dysocjacji molekuły a D e energią mierzoną od minimum energii do energii odpowiadającej rozdzielonym atomom. d h m1m1 m2m2

17 Krzywa energii potencjalnej cząsteczki jodu wyznaczona na podstawie danych spektroskopii UV (R.D. Verma, J. Chem. Phys., 32, 738, 1960) U(d) [cm -1 ] d [Ǻ]

18 charakterystyczna temperatura oscylacji

19 Dla wysokich temperatur ( <

20 exp(- /T) związek [K] 300 K1000 K H2H HCl4227 N2N CO3100 Cl I2I2 310 Charakterystyczne temperatury oscylacji cząsteczek dwuatomowych oraz wartości czynnika boltzmannowskiego w temperaturze 300 i 1000 K.

21 Poziomy energii rotacyjnej cząsteczek dwuatomowych degeneracja poziomu J wynosi 2J+1 B: stała rotacyjna; I: moment bezwładności d m1m1 m2m2 CM x1x1 x2x2

22 Dla dostatecznie wysokich temperatur Rotacyjna suma statystyczna cząsteczek heterodwujądrowych (q rot,nucl =q rot q nucl )

23 Dokładniej:

24


Pobierz ppt "Wykład 12 Gazy atomowe oraz cząsteczek heterodwujądrowych."

Podobne prezentacje


Reklamy Google