Molekullar: kimyəvi rabitə, enerji səviyyələri

|
Molekullar: kimyəvi rabitə, enerji səviyyələri
|
bet | 27/36 | Sana | 14.12.2023 | Hajmi | 12,54 Mb. | | #118604 | Turi | Mühazirə |
Bog'liq M hazir I harmonik r qsl r v onlar n xarakteristikalar . Yayl Molekullar: kimyəvi rabitə, enerji səviyyələri
Molekula – maddənin ən kiçik hissəciyi olub onun əsas kimyəvi və fiziki xassələrinin daşıyıcısı olan eyni və müxtəlif atomların kimyəvi rabitəsindən ibarətdir. Kimyəvi rabitə atomların valent elektronlarının qarşılıqlı təsirilə təyin olunur. Molekullarda əsasən iki növ rabitə - ion və kovalent rabitələr mövcuddur.
İon rabitə (məs., NaCl, KBr molekulları) elektronun bir atomdan digərinə keçidi zamanı atomlar arasında elektrostatik qarşılıqlı təsirlə yaranır, yəni müsbət və mənfi ionlar yaranarkən.
Kovalent rabitə (məs., H2, С2, СО molekullarında) iki qonşu atomların valent elektronlarının ümumiləşməsi zamanı ( valent elektronlarının spinləri antiparalel olmalıdır) yaranır. Kovalent rabitə eyni zərrəciklərin ayırdedilməzlik prinsipi əsasında izah olunur, məs., hidrogen molekulunda elektronlar. . Zərrəciklərin ayırdedilməzliyi onlar arasında spesifik qarşılıqlı təsirə gətirir ki, buna da mübadilə qarşılıqlı təsir deyilir.
Bu qarşılıqlı təsir xalis kvant effekti olub, klassik fizika baxımından izahı yoxdur, lakin bunu aşağıdakı kimi təsəvvür etmək lazımdır. Hidrogen molekulun hər bir atomunun elektronu müəyyən müddət digər atomun nüvəsi ətrafında olduğundan, bu molekulu təşkil edən atomlar arasında rabitə yaradır. Hidrogen molekulunun bu iki atomları bor məsafəsinə qədər bir-birinə yaxınlaşdıqda, onlar arasında qarşılıqlı cazibə yaranmaqla dayanıqlı hidrogen molekulu yaranır.
Molekul kvant sistemi olduğundan, onun tərkibindəki elektronların hərəkəti, molekuldakı atomların rəqsi, molekulun özünün fırlanma hərəkətləri Şredinger tənliyi ilə ifadə olunacaq.
İzolə olunmuş molekulun enerjisi
E ≈ Eel + Erəqs + Efır (*)
Burada Eel – elektronun nüvəyə nəzərən hərəkəti, Erəqs – nüvənin rəqs enerjisi ( bunun nəticəsində nüvələrin bir-birinə nəzərən vəziyyəti periodik olaraq dəyişir), Efır - nüvələrin fırlanma enerjisi ( bunun nəticəsində molekulların fəzadakı oriyentasiyaları periodik olaraq dəyişir). (*) ifadəsində, molekulun kütlə mərkəzinin irəliləmə hərəkətinin enerjisi və molekuldakı atomların nüvələrinin enejisi nəzərə alınmamışdır. Bunlardan birincisi kvantlanmadığından, onun dəyişməsi molekulyar spektrin yaranmasına səbəb ola bilməz, ikincisini isə spektral xəttlərin ifratincə quruluşunu öyrənmədiyimiz halda nəzərə almamaq olar.
Enerjilərin nisbəti:
Eel : Erəqs : Efır = ,
burada m- elektronun kütləsi, M- atm nüvəsinin kütləsi, m/M ≈ 10-5 ÷ 10-3 eV. Ona görə də Eel >> Erəqs >> Efır
Müəyyən edilmişdir ki, Eel ≈1÷10 eV, Erəqs ≈ 10-2 ÷10-1 eV, Efır ≈ 10-5 ÷ 10-3 eV.
( *) –ya daxil olan hər bir enerji kvantlanırlar ( hər birinə diskret enerjilər toplusu uyğun gəlir) və kvant ədədləri ilə təyinolunurlar. Bir enerji səviyyəsindən digərinə keçid zamanı, qədər enerji udulur və ya buraxılır.
Belə keçidlərdə elektronların hərəkət enerjisi, həmçinin rəqsi və fırlanma enerjiləri eyni zamanda dəyişirlər. Həm nəzəriyyədən və həm də eksperimentdən müəyyən edilmişdir ki, 𝚫Еfır fırlanma enerji sviyyələri arasındakı məsafə 𝚫Еrəqs rəqs enerjisi səviyyələri arasındakı məsafədən çox-çox kiçikdir, öz növbəsində 𝚫Еel elektron səviyyələri arasındakı məsafəsindən də.
Molekulyar spektrlar
Bir enerji halından digərinə keçərkən ,seşmə qaydasını nəzərə almaqla, ∆E = h ν enerjili foton udulur və ya buraxılır. Tipik molekulyar spektrlar ibarət olduqlarızolaqlar (zolaqlı spektrlar) daha çox saylısıx yerləşmiş xəttlərdən təşkil olunmaqla bu enerji səviyyələri arasındakı keçidi ayırmaq üçün yüksək ayırıcı qabiliyyətli spektral cihazlardan istifadə olunur.
Molekulların quruluşu və onların enerji səviyyələrinin xüsusiyyətləri özünü molekulyar spektrda göstərir – molekulyar enerji səviyyələri arasında kvant keçidi zamanı yaranan şüalanma spektrlarında (udulmada). Molekulun şüalanma spektri enerji səviyyələrinin quruluşu və uyğun seçmə qaydası ilə ( məs., rəqsi və fırlanma hərəkətlərinə uyğun kvant ədədlərinin dəyişməsi ± 1 olmalıdır ) təyin olunur.
Beləliklə, səviyyələr arasında müxtəlif tipli keçidlər zamanı müxtəlif tipli molekulyar spektrlar yaranır. Molekulların buraxdığı spektral xəttlərin tezlikləri, ya bir elektron səviyyəsindən digərinə (elektron spektrlar) keçidə uyğun gələ bilər ya da bir rəqsi (fırlanma) səviyyədən digərinə (rəqsi və ya fırlanma spektrlarına). Bundan başqa, E və E-lərin müəyyən qiymətlərindən, bütün üç kompanentli keçidin başqa qiymətli səviyyələrinə keçidlər mümkündür. Nəticədə elektron-rəqsi və rəqsi-fırlanma spektrları yaranırlar. Ona görə də molekulların spektri çox mürəkkəbdir.
Molekulyar spektrların quruluşu müxtəlif molekullar üçün müxtəlif olur və molekulda atomların sayı artdıqca mürəkkəbləşir ( yalnız bütöv enli xəttlər müşahidə olunur). Yalnız çoxsaylı molekullarda rəqsi və fırlanma spektrları müşahidə olunur, ikiatomlularda isə olmur. Bu ikiatomlu molekulların dipol momentinin olmaması ilə izah olunur.
|
| |