Fysik
Fysisk Kemi: partikel i box, phi-netværk for hexatrien
Hej derude.
Jeg står med en opgave, som jeg er kørt lidt død i.
For hexatrien:
H2C = CH - CH = CH - CH = CH2
hvor jeg skal lade som om, at en elektron i phi-netværket for molekylet kan betragtes som en partikel i en boks.
Ud fra bindingslængderne mellem C-C og C=C kan jeg beregne længden af denne boks (ved antagelse af komplet lineært molekyle) til at være
3* C=C + 2*C-C = 3*135pm + 2*154pm = 713 pm
Og skal da finde bølgelængden af en photon, der skal til for at ekcitere en elektron i phi-netværket fra grund-tilstanden og 1 op.
Jeg finder ændringen i energien til at være ud fra teori
ΔE = [ h2 / 8mL2 ]*(nf2 - ni2)
hvor m er massen af elektronen og L er længden af boksen. Da det er samme energi, lyset skal have
ΔE = hc/λ
Ved at flytte lidt rundt på ligningerne finder jeg
λ = [ 8mL2c / h ]*(nf2-ni2)-1
Og herfra skal jeg så få det til at passe med eksperimentelle data med en bølgelængde på 240 nm, i al fald indenfor et acceptabelt interval. Mit problem er, at når jeg sætter mine tal ind, får jeg det til at give 335 nm, hvor nf = 3 og ni = 2. Jeg kan simpelthen ikke se, hvad jeg kokser rundt i.
Svar #2
11. november 2010 af Phienix (Slettet)
Fordi jeg tænkte at for en elektron i phi-netværket vil den elektron, der bliver ekciteret, være i grundtilstanden n = 2, hvorimod hvis det var en af elektronerne i σ-bindingen havde n været = 1... eller er jeg gal på den?
Svar #3
11. november 2010 af chr42 (Slettet)
Aner det ikke, men det ville passe bedre med nogle andre kombinationer. 3 og 1 f. eks.
Svar #4
11. november 2010 af Phienix (Slettet)
med nf = 3 og ni = 1 får jeg det til 209 nm, stadig 13% fra det eksperimentelle opnåede, tvivler stærkt på det skulle passe. Jeg må prøve mig frem med en vejleder i morgen :)
Svar #6
12. november 2010 af TwoStates (Slettet)
Jeg skal være ærlig at sige, at jeg ikke helt forstår hvad du mener når du skriver phi-netværket. Har prøvet at søge på det, men intet kommer frem, så derfor er jeg ikke sikker på hvilke niveauer elektronen er i der.
Men prøv at sætte nf = 4 og ni = 3, så burde du få noget du kan lide. Så umiddelbart kunne det tyde på, at elektronen ligger i energiniveau 3 til at starte på - men som sagt, jeg ved det ikke, da jeg ikke er sikker på hvad du mener med phi-netværket :)
Svar #7
12. november 2010 af Phienix (Slettet)
med phi-netværk mener jeg netværket af dobbeltbindinger (π-bindinger), i opgaven står der blot "π-netværket".
men tak, jeg må se om jeg kan forklare mig ud fra, at ni = 3 :)
Svar #8
12. november 2010 af Phienix (Slettet)
Opgaven er løst med kvantetallene fra #6. Så vidt jeg forstod fra min vejleder var det fordi at der i hexatrien er 3 dobbeltbindinger, der er konjugerede, så der er tale om et π-bindings-netværk med i alt 3*2 = 6 elektroner. Disse elektroner vil være i bestemte tilstande i netværket, startende fra n = 1. Når der er 6 elektroner, vil der pga. spin være 2 elektroner i henholdsvis n = 3, n = 2 og n = 1; når en ekcitation udføres, er det fra højeste n og 1 op.
Derfor skal ni = 3, og nf = ni + 1 = 4.
Hvis det havde været octatetraen, H2C = CH - CH = CH - CH = CH - CH = CH2, ville det være 8 elektroner konjugerede, og ni havde derfor været 4.
Svar #9
12. november 2010 af chr42 (Slettet)
Tak for forklaringen. Så har jeg også lært noget i dag:-)
Svar #10
12. november 2010 af TwoStates (Slettet)
Jeps... Det giver god mening.
Men til en anden god gang, så hedder det Pi, og ikke Phi, som er et helt andet tal :)
Det burde have været til at gætte, men det var sent, sååå.
Men godt du fandt ud af det.
Skriv et svar til: Fysisk Kemi: partikel i box, phi-netværk for hexatrien
Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk?
Klik her for at oprette en bruger.