KÉMIAI ANYAGSZERKEZETTAN

Hasonló dokumentumok
Kémiai anyagszerkezettan

9. Fotoelektron-spektroszkópia

Abszorpció, emlékeztetõ

2. ZH IV I.

Műszeres analitika. Abrankó László. Molekulaspektroszkópia. Kémiai élelmiszervizsgálati módszerek csoportosítása

Műszeres analitika II. (TKBE0532)

A fény és az anyag kölcsönhatása

Lumineszcencia. Lumineszcencia. mindenütt. Lumineszcencia mindenütt. Lumineszcencia mindenütt. Alapjai, tulajdonságai, mérése. Kellermayer Miklós

Abszorpciós spektrometria összefoglaló

Az elektromágneses hullámok

1. mérés: Benzolszármazékok UV spektrofotometriás vizsgálata

A fény tulajdonságai

Hogyan bírhatjuk szóra a molekulákat, avagy mi is az a spektroszkópia?

Név... intenzitás abszorbancia moláris extinkciós. A Wien-féle eltolódási törvény szerint az abszolút fekete test maximális emisszióképességéhez

Fluoreszcencia módszerek (Kioltás, Anizotrópia, FRET) Modern Biofizikai Kutatási Módszerek

Optikai spektroszkópia az anyagtudományban 7. Infravörös spektroszkópia

Infravörös, spektroszkópia

Az infravörös (IR) sugárzás. (Wikipédia)

Abszorpciós fotometria

Dr. JUVANCZ ZOLTÁN Óbudai Egyetem Dr. FENYVESI ÉVA CycloLab Kft

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban 4/11/2016. A fény; Abszorpciós spektroszkópia

Elektronszínképek Ultraibolya- és látható spektroszkópia

Abszorpciós fotometria

Optika gyakorlat 6. Interferencia. I = u 2 = u 1 + u I 2 cos( Φ)

Abszorpciós fotometria

Fizikai kémia és radiokémia labor II, Laboratóriumi gyakorlat: Spektroszkópia mérés

Szerves oldott anyagok molekuláris spektroszkópiájának alapjai

Abszorpciós fotometria

Modern Fizika Labor. 12. Infravörös spektroszkópia. Fizika BSc. A mérés dátuma: okt. 04. A mérés száma és címe: Értékelés:

Molekulaspektroszkópiai módszerek UV-VIS; IR

A fény. Abszorpciós fotometria Fluoreszcencia spektroszkópia. A fény. A spektrumok megjelenési formái. A fény kettıs természete: Huber Tamás

Optikai spektroszkópiai módszerek

Atomfizika. Fizika kurzus Dr. Seres István

Lumineszcencia spektrometria összefoglaló

Lumineszcencia spektrometria összefoglaló

Reakciókinetika és katalízis

Lumineszcencia. Lumineszcencia. Molekulaszerkezet. Atomszerkezet

Modern fizika laboratórium

Fizikai kémia 2. ZH V. kérdések I. félévtől

Orvosi Biofizika I. 12. vizsgatétel. IsmétlésI. -Fény

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban A fény; Abszorpciós spektroszkópia

Fluoreszcencia módszerek (Kioltás, Anizotrópia, FRET)

Kémiai Intézet Kémiai Laboratórium. F o t o n o k k e r e s z tt ü z é b e n a D N S

Modern Fizika Labor. A mérés száma és címe: A mérés dátuma: Értékelés: Infravörös spektroszkópia. A beadás dátuma: A mérést végezte:

Abszorpciós spektroszkópia

Modern Fizika Laboratórium Fizika és Matematika BSc 12. Infravörös spektroszkópia

Bevezetés a fluoreszcenciába

OPTIKA. Fénykibocsátás mechanizmusa fényforrás típusok. Dr. Seres István

Talián Csaba Gábor Biofizikai Intézet április 17.

Atomfizika. Fizika kurzus Dr. Seres István

Ψ - 1/v 2 2 Ψ/ t 2 = 0

Az anyagok kettős (részecske és hullám) természete

Optikai spektroszkópia az anyagtudományban 8. Raman spektroszkópia Anizotrópia IR és Raman spektrumokban

Lumineszcencia alapjelenségek

A kémiai kötés magasabb szinten

OPTIKA. Vozáry Eszter November

Optikai spektroszkópiai módszerek

Makromolekulák szerkezetvizsgálati módszerei: IR, CD

A kémiai kötés magasabb szinten

Infravörös spektroszkópiai analitikai módszerek

E (total) = E (translational) + E (rotation) + E (vibration) + E (electronic) + E (electronic

OH ionok LiNbO 3 kristályban (HPC felhasználás) 1/16

Az optika tudományterületei

Speciális fluoreszcencia spektroszkópiai módszerek

12. Infravörös spektroszkópia

Szervetlen komponensek analízise. A, Atomspektroszkópia B, Molekulaspektroszkópia C, Elektrokémia D, Egyéb (radiokémia, termikus analízis, stb.

Optikai kristályok spektroszkópiája

B. Függelék: Molekulaspektroszkópia

Fény kölcsönhatása az anyaggal:

Biomolekuláris szerkezeti dinamika

Röntgenanalitika. Röntgenradiológia, Komputertomográfia (CT) Röntgenfluoreszcencia (XRF) Röntgenkrisztallográfia Röntgendiffrakció (XRD)

Szerves spektroszkópia

Biomolekuláris szerkezeti dinamika

Lumineszcencia spektroszkópia

Átmenetifém-komplexek ESR-spektrumának jellemzıi

A csillagközi anyag. Interstellar medium (ISM) Bonyolult dinamika. turbulens áramlások MHD

Színképelemzés. Romsics Imre április 11.

Infravörös és CD spektroszkópia a fehérjeszerkezet vizsgálatában

Röntgendiffrakció. Orbán József PTE, ÁOK, Biofizikai Intézet november

CD-spektroszkópia. Az ORD spektroskópia alapja

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

ω mennyiségek nem túl gyorsan változnak

Fotokémiai alapfogalmak, a fotonok és a molekulák kölcsönhatása

Gamma-röntgen spektrométer és eljárás kifejlesztése anyagok elemi összetétele és izotópszelektív radioaktivitása egyidejű elemzésére

Kémiai kötés. Általános Kémia, szerkezet Dia 1 /39

Műszeres analitika II. (TKBE0532)

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Optika Gröller BMF Kandó MTI

Szerves kémiai analízis TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

Infravörös és CD spektroszkópia a fehérjeszerkezet vizsgálatában

Fluoreszcencia 2. (Kioltás, Anizotrópia, FRET)

Biofizika. Sugárzások. Csik Gabriella. Mi a biofizika tárgya? Mi a biofizika tárgya? Biológiai jelenségek fizikai leírása/értelmezése

Röntgensugárzás az orvostudományban. Röntgen kép és Komputer tomográf (CT)

Koherens fény (miért is különleges a lézernyaláb?)

Elektromágneses sugárzások és biológiai rendszerek Ionizáló és nem-ionizáló sugárzások. Dr. Fidy Judit egyetemi tanár 2012 Febr.15

A kovalens kötés elmélete. Kovalens kötésű molekulák geometriája. Molekula geometria. Vegyértékelektronpár taszítási elmélet (VSEPR)

Optika gyakorlat 3. Sugáregyenlet, fényterjedés parabolikus szálban, polarizáció, Jones-vektor. Hamilton-elv. Sugáregyenlet. (Euler-Lagrange egyenlet)

Spektrokémiai módszerek

Szakképesítés-ráépülés: Műszeres analitikus Szóbeli vizsgatevékenység A vizsgafeladat megnevezése: Analitikai elemző módszerek

Rezgési spektroszkópiák Infravörös (IR) és Raman spektroszkópia

Átírás:

KÉMIAI ANYAGSZERKEZETTAN (Ábragyűjtemény) / tanév

/. BEVEZETÉS.. ábra. A Fraunhofer-vonalak a Nap színképében Minta omorú holografikus rács Rések Fényforrás Fotódiódatömb.. ábra. Egyutas UV-látható abszorpciós spektrométer

/ N 5 N O + N 5 5 5 lo4 -,5 Abszorbancia,5,5 4 6 8 ullámhossz (nm).. ábra. Oxazin- festék UV-látható abszorpciós színképe 6 8 4 6 8 8 ν[z] rádióhullámú mikrohullámú infravörös látható ultraibolya röntgen OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA (molekulák gerjesztése) gamma NMR SPEKTROSZKÓPIA (magok gerjesztése) FOTOELEKTRON SPEKTROSZKÓPIA (molekulák ionizálása) MÖSSBAUER SPEKTROSZKÓPIA (magok gerjesztése).4. ábra. Az elektromágneses sugárzás tartományai

/. A IDROGÉNATOM SZERKEZETE z r ϑ P ϕ y x.. ábra. A Descartes- és a polárkoordinátarendszer kapcsolata.. táblázat A hidrogénatom komplex hullámfüggvényei a h = m e e ρ = r a ρ ρ a iϕ = a (6ρ ρ ) e sinυe = e π = a ( ρ e 4 π ρ ) ρ = a ρe 4 π = 8 ρ a ρe π ρ a ρe cosυ sinυe iϕ iϕ = sinυe 8 π = a (7 8ρ + ρ e 8 π ρ ) ρ = a (6ρ ρ ) e 8 π cosυ 8 π ρ a (6ρ ρ ) e = sinυe 8 π ρ = a ρ e (cos υ ) 8 6π = 8 ρ a ρ e π ρ a ρ e sinυ cosυe = sinυ cosυe 8 π ρ = a ρ e sin 6 π υe iϕ iϕ iϕ iϕ ρ iϕ a ρ e υe = sin 6 π

/.. táblázat A hidrogénatom valós hullámfüggvényei, = s = s =, pz + p x = = a ρe sinυ cosϕ 4 π ρ i( ) p y = = a ρe sinυ sinϕ 4 π s, p = p x = z + = = a (6ρ ρ ) e 8 π ρ ρ p y = i = a (6ρ ρ ) e 8 π s, p = d xz = z = = a ρ e 8 π ρ d yz = i = a ρ e 8 π + d = = a ρ e x y 8 π = d z r sinυ cosϕ ρ sinυ sinϕ sinυ cosυ cosϕ ρ ρ sinυ cosυ sinϕ sin υ cos ϕ R R R 5 ρ ρ 5 ρ.. ábra. A hidrogénatom R nl radiális hullámfüggvényei

/ s p x p y p z z d X - y d z x y d yz d xz d xy.. ábra. A hidrogénatom anguláris hullámfüggvényei.4. ábra. A hidrogénatom energiaszintjei

/4.5. ábra. A hidrogénatom megengedett átmenetei.6. ábra. Az l = hoz tartozó pályaimpulzusmomentum térbeli kvantáltsága

/5.7. ábra. Stern-Gerlach-kísérlet

4/ 4. A TÖBBELEKTRONOS ATOMOK SZERKEZETE 4.. táblázat. A héliumatom elektronállapotai Konfiguráció n max l l s L S J Állapot s s s s p l l s +/ +/ S +/ +/ S +/ +/ S +/ +/ P +/ +/ P +/ +/ P +/ +/ P

4/ (Parahélium) (Ortohélium) 4.58 ev S P D F S P D F.55 9.77 S P P S S 4.. ábra. A héliumatom energiaszint-diagramja üreges katód λ, λ, λ,... + - + - + kvarc üveg üveg gyûrû anód kerámia szigetelés 4.. ábra. Katódüreglámpa emissziós méréshez

4/ 4.. ábra. Katódüreglámpa abszorpciós méréshez 4.4. ábra. Neonnal töltött katódüreglámpa elnyelési színképe

4/4 c IP T=5 K T= K h IP T =8 K e B rézcső idukciós tekercs hűtő gáz plazma gáz hordozó gáz oldat nagy cseppek 4.5. ábra. Indukciósan csatolt plazma égő (IP-égő)

5/ 5. OPTIKAI SPEKTROSZKÓPIA N 5 λ = 59 nm N O N A =,564 λ = 499 nm 5 λ = 5 nm A =,749,5 A =,4 Abszorbancia,5 4 6 8 ullámhoss z (nm) 5.. ábra. Níluskék-A festék UV-látható abszorpciós színképe λ = 499 nm A =,748,5 λ = 45 nm λ = 54 nm Abszorbancia,5 A =,79 A =,79 λ = 8 nm 4 6 8 ullámhoss z (nm) 5.. ábra Félértékszélesség meghatározása

5/ v E ( ) z σ v (xz) σ v (yz) A + + + + T z,α xx,α yy,α zz A + + - - R x,α xy B + - + - T x,r y,α xz B + - - + T y,r z,α yz 5.. táblázat. A v csoport karaktertáblázata z z x (a) O y -y (b) F x z O y z x x (a) x -y -z (c) (d) 6 6 5 4 5 4 O 4 O y O O - + (b) + - (c) 5.4. ábra. A formaldehid két molekulapályája 5.. ábra. Molekulák térszerkezete (a) formaldehid (b) metilfluorid (c) allén (d) hidrokinon (anti-konformer)

6/ 6. A MOLEKULÁK FORGÓMOZGÁSA 6.. ábra. A tehetetlenségi nyomaték számítása N (a) a c c c b b b b b b c a a a (b) (c) (g) (h) (f) (d) (e) I a a a a c S F N N O F F F F F b b O 6.. ábra. Molekulák fő tehetetlenségi tengelyei

6/ 6.. ábra. A O molekula forgási színképe J=, J=, J=, J=, J=, J=, ± ± ± ± (a) ± (b) ± 6.4. ábra. Nyújtott (a) és lapított (b) szimmetrikus pörgettyű forgási energiaszintjei.

6/ 6.5. ábra. A J=7->J=8 átmenet K-szerinti felhasadása az SiNS forgási színképében. J K J K- K+ K J -.. +. (a) Kappa ( κ) (b) 6.6. ábra. Aszimmetrikus pörgettyű forgási energiaszintjei (a) nyújtott pörgettyű, (b) lapított pörgettyű, κ szimmetriaparaméter.

6/4 6.7. ábra. A mikrohullámú spektrométer vázlata O N N 4 Izotópok N-O-N N-O-ND 5 N-O- 5 N N- 8 O-N Kötéstávolság (Å) Kötésszög ( ) Diéderes szög -O, O--N,64 -N,779 N --N 4,7 N -,9978 -N - 9, N -, -N -,78 -N - 8,6 6.8. ábra. Karbamid molekulageometrájának meghatározása mikrohullámú spektrumból

7/ 7. MOLEKULÁK REZGŐMOZGÁSA V(d) v= v= v= v= d e d 7.. ábra. Kétatomos oszcillátor potenciálgörbéje, energiaszintjei és hullámfüggvényei. 7.. ábra. A l-gáz rezgési-forgási spektruma

7/ z O O O x y Q (a ) Q (a ) Q (a ) + O O O - + + Q 4 (b ) Q 5 (b ) Q 6 (b ) 7.. ábra. A formaldehid molekula normálrezgései 7.4. ábra. A metángáz infravörös színképének részlete 7.5. ábra. Az ammóniagáz infravörös színképe

7/ 7.6. ábra. Kristályos acetanilid infravörös színképe KBr pasztillában IR fényforrás Álló tükör Fényosztó Mozgatható tükör VIS detektor e-ne lézer Minta IR detektor 7.7. ábra. Fourier-transzformációs infravörös spektrométer

7/4 7.8a. ábra. Acetongőzről készült interferogram 7.8b. ábra. A Fourier-transzformációval kapott spektrum 7.8c. ábra. A spektrum a háttérrel történő osztás után

8/ 8. MOLEKULÁK ELEKTRONSZERKEZETE 8.. ábra Molekulapályák előállítása atompályákból

8/ 8.. ábra. A nitrogénmolekula molekulapályaenergia-diagramja 8.. ábra. A formaldehid molekulapályaenergia-diagramja

8/ Molekulapályák IE [ev] 5a +7, ev b +7,67 ev ev b -9,64 ev b -,6 ev 4a -4,84 ev a b a M -7, ev -,98 ev -6,9 ev b -,7 ev a -55,74 ev 8.4a. ábra. A formaldehid betöltött molekulapályái

8/4 Molekulapályák IE [ev] 5a +7, ev b +7,67 ev b -9,64 ev b -,6 ev 4a -4,84 ev a b a M -7, ev -,98 ev -6,9 ev b -,7 ev a -55,74 ev ev 8.4b. ábra. A formaldehid betöltetlen molekulapályái LUMO OMO 8.5. ábra. Az oxazin- kation két molekulapályája

8/5 8.6. ábra. Elektronátmenetek és jelöléseik E - [ cm ] 57. B(ba) * B(ba) * 55.5 B(bb) *.8 5. A(bb) * A(bb) * n π* * π π n σ* π σ* n π* A 8.7. ábra. A formaldehid elektronátmenetei

8/6 8.8. ábra. A benzol elektronszínképe (etanolos oldat) 8.9. ábra. A benzol elektronszínképe (gőz)

8/7 Optikai rács Rés Detektorok Fényforrás Fényosztó Referencia Minta 8.. ábra. Kétutas UV-látható abszorpciós spektrométer S T S VR IS VR triplett abszorbció I szingulett abszorbció I fluoreszcencia T foszforeszcencia v=n S VR: rezgési relaxáció IS: Spinváltó átmenet (Inter System rossing) I: belső konverzió (Internal onversion) S: szingulett T: triplett sugárzásnélküli átmenet sugárzásos átmenet 8.. ábra. Jablonski-diagram v=

8/8 8.. ábra. Rodamin-B festék abszorpciós és emissziós színképe Optikai rács GERJESZTÉSI MONOKROMÁTOR Fényforrás Minta Detektor Optikai rács EMISSZIÓS MONOKROMÁTOR 8.. ábra Spektrofluoriméter

8/9 a fény terjedési iránya: a vékonyodó nyíl iránya, σ: a polarizáció síkja. 8.4. ábra. Lineárisan polarizált fény 8.5. ábra. Jobbra és balra cirkulárisan polarizált fény 8.6. ábra. (R)- és (S)-fenil-etil-amin D-spektruma

8/ 8.7. A fenolmolekula geometriája 6 Relative absorption intensities (arbitrary units) 8 4 6 8 4 A: Phenol-d, calculated 5 5 5 5 B: Phenol-d, measured 5 5 5 5 Wavenumber, cm - 8.8. ábra. A fenolmolekula számított és mért rezgési színképe

8/ 8.9. ábra. Formaldehid és p-benzokinon pálcikamodellje 8.. ábra. Formaldehid és p-benzokinon elektronfelhője

8/ 8.. ábra. Atomi töltések anilin molekulában és anilinium kationban