소개글
"물리화학실험 컨쥬게이션 염료 흡수 스펙트럼 예비보고서"에 대한 내용입니다.
목차
1. 실험 소개
1.1. 실험 목적
1.2. 실험 배경
2. 실험 이론
2.1. 분자 궤도함수
2.2. Kuhn의 자유전자 모델
2.3. 컨쥬게이션
2.4. 파울리 배타 원리
2.5. 자유전자 모델
2.6. 파동함수
2.7. Huckel의 근사법
3. 실험 시약 및 방법
3.1. 시약 정보
3.2. 실험 방법
4. 실험 결과 및 해석
5. 참고 문헌
본문내용
1. 실험 소개
1.1. 실험 목적
실험 목적은 몇 개의 대칭 폴리메타인 염료들의 가시광선 흡수 스펙트럼을 측정하고 측정한 스펙트럼을 자유 전자 모델을 이용하여 해석하는 것이다."실험 목적은 UV-분광기의 측정법을 이해하고, 컨쥬게이션 염료의 가시광선 흡수 스펙트럼을 측정하여 분석하며, 스펙트럼에서 나온 실험 값과 이론 값을 비교하고, 자유 전자 모델을 이용하여 에너지 준위들에 대해 The electron-in-a-box (model)을 적용하는 것이다."
1.2. 실험 배경
이 실험의 배경은 여러 개의 대칭 폴리메타인 염료들의 가시광선 흡수 스펙트럼을 측정하고 그 결과를 자유전자 모델을 이용하여 해석하는 것이다.""
폴리메타인 염료는 일반적인 유기화합물과 달리 가시광선 영역에서 강한 흡수 스펙트럼을 나타낸다. 이는 폴리메타인 사슬을 따라 존재하는 비편재화된 파이전자들의 전자 전이에 의한 것이다.""
이러한 파이전자들은 사슬을 따라 자유롭게 움직일 수 있는데, 이를 자유전자 모델로 설명할 수 있다. 자유전자 모델에 따르면 파이전자들은 길이 L인 1차원 상자 안에서 움직이는 자유전자로 간주할 수 있으며, 이에 따른 양자역학적인 해를 통해 에너지 준위와 흡수 파장을 예측할 수 있다.""
따라서 이 실험에서는 폴리메타인 염료의 가시광선 흡수 스펙트럼을 측정하고, 자유전자 모델을 이용하여 그 결과를 해석하고자 한다.""
2. 실험 이론
2.1. 분자 궤도함수
분자 궤도함수(Molecular orbital, MO)는 2개 이상의 원자궤도함수의 결합 또는 상호작용에 의해 생성된다.
관련된 전자는 분자 전체에 분포하게 된다. 이때 전자의 위치는 확률적으로만 결정되며, 이 확률은 파동함수의 제곱(확률)으로 나타낼 수 있다.
원자궤도함수가 서로 비슷한 에너지 준위를 갖고 있을 때 궤도함수의 혼합이 가장 잘 일어난다. 이때 HOMO(highest occupied molecular orbital)와 LUMO(lowest unoccupied molecular orbital)가 존재하게 된다.
HOMO는 분자의 바닥 상태 전자 배치에 있어서, 전자가 실제로 채워져 있는 가장 높은 에너지의 분자 오비탈을 의미한다. HOMO에 존재하는 전자는 분자가 가지고 있는 전자 중에서 가장 약하게 결합해 있기 때문에 화학반응 과정에서 다른 분자로 옮겨가기 쉽다. 이로 인해 HOMO는 화학반응에서 친핵성(nucleophilic) 특성을 보인다.
반면 LUMO는 전자가 채워져 있지 않은 가장 낮은 에너지의 오비탈을 뜻한다. LUMO는 전자를 받아들이는 분자 오비탈의 역할을 하므로, 화학반응에서 친전자성(electrophilic) 특성을 보인다.
HOMO와 LUMO는 오비탈의 대칭성을 고려하지 않고, 단순히 ...
참고 자료
물리화학실험, 청문각, 대한화학회, p.118-122
Wikipedia, conjugation
Wikipedia, polymethine dye
Wikipedia, HOMO LUMO
네이버, 파울리 배타원리, http://naver.me/F6m1g56K
wikipedia, “전자궤도함수”, “훈트규칙”, ”파울리 배타원리”, “자유전자모델”,
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%96%B4%EB%8A%94%EC%A0%90_%EB%82%B4%EB%A6%BC, (2020.11.27)
MSDS, “1,1’-diethyl-4,4’-cyanine iodide”, “1,1’-diethyl-2,2’-cyanine iodide”,
https://msds.kosha.or.kr/kcic/msdssearchMsds.do, (2020.11.27)
김성규, 『물리화학실험』, 대한화학회, 청문각, p118~121
레이먼드창의 일반화학 10판, 사이플러스, raymond chang, p543~544
『물리화학』, 자유아카데미, 대표저자 김정림, DAVID.W.BALL, p309-311, 418~423, 448~450
『물리화학실험』, 대한화학회, 청문각, 김성규, p118~122
제출일: 2020. 12.. 10
1
2
3
4
5
6
7