IMH'I'AS'Lecture'ALL'UCII'r'19

Препис

1 ИНСТРУМЕНТАЛНИ МЕТОДИ ЗА АНАЛИЗ АТОМНА СПЕКТРОХИМИЯ ЛЕКЦИЯ 2 КВАНТОВА ПРИРОДА НА МИКРОСВЕТА. АТОМНИ СПЕКТРИ Химия ІІ курс редовно, летен семестър 2019 Pag

2 Лекция 2 КВАНТОВА ПРИРОДА НА МИКРОСВЕТА. АТОМНИ СПЕКТРИ 1. Електромагнитен спектър, връзка със спектрометричните методи. Квантова природа на микро-света. Видове квантови преходи -изследване на връзката между промяна на вътрешната енергия Е и ЕМЛ. 2. Атомни спектри. Преходи на валентни електрони.

3 Взаимодействие на Светлинната енергия с веществото СПЕКТРОМЕТРИЧНИ МЕТОДИ АТОМНА СПЕКТРОМЕТРИЯ МОЛЕКУЛНА СПЕКТРОМЕТРИЯ Излъчена Отразена МОЛЕКУЛИ v r v r Преминала Погълната Взаимодействието между лъчение и енергетични състояния на веществото се основава на квантовата природа на процеса на пренос на енергияот полето към веществото и обратно. E ф = E АТОМИ Послесветене ЕМИСИЯ АБСОРБЦИЯ РЕФРАКТОМЕТРИЯ ТУРБИДИМЕТРИЯ ФЛУОРИСЦЕНЦИЯ

4 Методи на атомната спектрометрия

5 Видима светлина - електромагнитно лъчение, което може да бъде разпознато от човешкото око вълни в диапазона от 400 до 720 nm Полихроматично лъчение включва електромагнитни вълни с различни параметри (дължина, честота и енергия) Монохроматично лъчение съставено само от ЕМЛ вълна с определена дължина, честота или енергия. Поляризирана светлина електричния и магнитния вектор трептятсамов две перпендикулярни равнини. Цветови спектър на видимата светлина 400 nm Електромагнитно лъчение -поле разпространяващо се в пространството, съставено от алтерниращивъв взаимно перпендикулярни посоки електричен и магнитен вектор на полето перпендикулярно на посоката на разпространение 700 nm Pag

6 Какво разбирате под квантова система?

7 Квантови енергетични нива и атомен спектър на водород

8 НЕПРЕКЪСНАТ И ПРЕКЪСНАТ СПЕКТЪР Газ H 2 АТОМИТЕ на ВЕЩЕСТВОТО ПОГЛЪЩАТ И ИЗЛЪЧВАТ ПРЕКЪСНАТ СПЕКТЪР порции електромагнитно лъчение квантиили фотони. Характерните за конкретното веществото преходи между квантовите състояния на вътрешната му енергия определят енергията на фотоните Eph = E Pag

9 Линейният (прекъснат) спектър е феномена,доказващ квантовата природа на микро-света

10 ПОСТУЛАТИ НА БОР: 1.Атомните системи съществуват в стабилни състояния без да излъчват ЕМ енергия. 2.Абсорбция или емисия на ЕМЕнергия се осъществява когато една атомна ситема преминава от едно енергетично състояние в друго 3.Процесът абсорбция или емисия сответства на фотон с лъчева енергия h.v = E' - E'',където това е разликата в енергията между двете състояния в атома

11 Връзка между отделните спектроскопски величини ν = 1 Τ ~ ν = 1 = λ ν c c= λ ν = c.t λ = c λ = ν E = E E = h νν 2 E 1 = E = h ν E = h.c λ λ = E h. c E 2 1

12 КВАНТОВА ПРИРОДА НА МИКРОСВЕТА Коя система е квантова? Системи, които са устойчиви само в точно определени, дискретни енергетични състояния. Примери за квантови системи в микро-света Ядро, електронна обвивка..., E = E k + E pот + E виб +Ee - вал+ Ee - вът + E я Дуализъм в представите за характера на микро-света. Веществото съставено от частици протони, неутрони и електрони понякога се отнася като вълна. Квантова природа на преноса на енергия от полето на ЕМЛ към веществото и обратно. Е ph = h.ν = E

13 ν ν Електромагнитен спектър C = ν.λ E ph = hν= hc/λ = E = Е * -Е 0 Е λ АТОМНИТЕ ЕЛЕКТРОННИ СПЕКТРИ от преходи на валентни електрони се наблюдават във ВИДИМАТА и БЛИЗКАТА УВ области λ = E * hc E 0 λ

14

15 Лекция 2 КВАНТОВА ПРИРОДА НА МИКРОСВЕТА. АТОМНИ СПЕКТРИ 1. Електромагнитен спектър, връзка със спектрометричните методи. Квантова природа на микросвета. Видове квантови преходи -изследване на връзката промяна на вътрешната енергия Е -ЕМЛ. 2. Атомни спектри. Преходи на валентни електрони. Вероятност на прехода -подборни правила. Населеност на нивата -уравнение на Болцман. 3. Качествена и количествена характеристика на ЕМЛ в спектралния анализ. Характеристичностна спектрите. Интензитет -оценка на интензитета.

16 Спектрални емисионни линии на Hg и H Hg E ph = hc/λ = E = Е*-Е 0

17 Електронни преходи на валентни е - в атомите - линейни спектри Е = S 0 -S 2 λ λ Е = S 0 -S 1 Eph = hc/λ = E = Е * -Е 0

18 Електронни квантови преходи на валентни е - при атомите на Na E k = E + E k E = E Ф = hc/λ = = Е*-Е 0 Термо- възбуждане в следствие на нееластиченудар част от кинетичната Е k преминава във вътрешна Е, но винаги остава остатъчна Е k

19 Емисионен спектър на Na Атомните спектри са ЛИНЕЙНИ и се наблюдават в ултравиолетовата и видима област на ЕМЛ Eph = E

20 ЗАЩО АТОМНИТЕ СПЕКТРИ СА ХАРАКТЕРИСТИЧНИ ЗА ХИМИЧНИТЕ ЕЛЕМЕНТИ? 3 p λ = 589 nm E Na E K =? λ =? nm 3 s Na 11 K 19

21 АТОМНИ ЛИНИИ

22 Подборни правила за атомни е- преходи Видове преходи: Принудени и спонтанни Разрешени и забранени Резонансни и не резонансни Разрешени преходи извършват се с голяма вероятност - интензивни линии. Гротриянова диаграма за атомни преходи Na Забранени преходи малко вероятни (но все пак възможни) 1. Разрешени са преходи, при които l се променя с Преходи с промяна на спина са забранени 3. Разрешени са преходи само на един електрон (едновременните преходи на електрони са забранени)

23 КВАНТОВА ПРИРОДА НА МИКРОСВЕТА АТОМНИ СПЕКТРИ -КАЧЕСТВЕНИ И КОЛИЧЕСТВЕНИ ХАРАКТЕРИСТИКИ В СПЕКТРАЛНИЯ АНАЛИЗ Лекция 2 1. Електромагнитен спектър, връзка със спектрометричните методи. Квантова природа на микросвета. Видове квантови преходи -изследване на връзката промяна на вътрешната енергия Е -ЕМЛ. 2. Атомни спектри. Преходи на валентни електрони. Спектрални термове.