[물리화학실험]The Visible Spectra of Cyanine Dyes

소개

대칭 폴리메타인 염료인 Cyanine dyes의 visible spectra를 측정한다
자유 전자 모델을 이용하여 에너지 준위들에 대해 The electron-in-a-box model을 적용한다
Dye solution in method의 흡광도를 측정한다

아래에 ppt 파일의 오타난거 수정하였으니 많은 참고 바랍니다!

목차

1. 실험목적
2. 실험 이론 및 원리
• Cyanine Dye
• The electron-in-a-box model
• Quantization(양자화)
• Carbocyanine 염료의 짝 이중 π 전자들에 대한 particle in a box에 적용
• 빛의 진동수
• UV/VIS Spectrophotometer
• Optical Density
3. 실험기구 및 시약

4. 실험 방법

5. 실험 결과
6. References

본문내용

• Quantization(양자화)
크립토사이아닌(1,1-diethyl-4,4-carbocyanine iodide) 양이온은 두 개의 공명구조를 갖는다. 사슬에 존재하는 각 탄소 원자와 끝에 존재하는 각 질소 원자는 3개의 σ결합에 의해 3개의 원자들과 결합을 형성하고 있다. 그리고 사슬의 탄소 원자에 존재하는 여분의 원자가 전자와 2개의 질소 원자에 남아있는 3개의 전자들은 사슬을 따라서 움직이는 π전자구름을 형성한다. 포텐셜 에너지는 사슬을 따라 일정하다가 각 끝에서 무한대로 급격히 증가한다고 가정할 수 있다. 즉 π전자계가 길이 L인 1차원 상자 안에서 움직이는 자유 전자들로 대치되었다고 생각할 수 있다. 이 모델에서 에너지 준위에 대한 양자 역학적인 해는 다음과 같이 설명될수 있다.
◦ Energy level
Carbocyanine dyes의 짝 이중 π전자들(π-electron energy 준위)에 대한 근사적인 1차원 particle in a box에 적용하여 양자화 계산
n = 1, 2, 3 ……, m : 전자의 질량 = 9.109 × 10-31kg
h : Plank constant, L : 상자의 길이

여기서 n=0일 경우 ψ=0으로 입자가 상자 속에 존재하지 않기 때문에 n은 정수만 허용된다. 에서 로의 전이는 적절한 파장의 빛을 흡수 할 때 일어난다.
이때 필요한 빛의 진동수이고 파장이다.
conjugated system의 유기염료는 가시영역의 파장을 갖고 있기 때문에 색이 나타난다.
conjugated system의 π-electron은 전 분자에 퍼져있는 비편재화 되어 긴 사슬 운동을 하고 있기 때문에 1차원 상자 속에서 운동하는 전자와 같이 유추할 수 있다.

• Carbocyanine 염료의 짝 이중 π 전자들에 대한 particle in a box에 적용

참고자료

· • H. D. Crockford, H. W. Baird and others / Laboratory manual of Physical Chemistry, Second Edition / pp.249∼253
· • P. W. Atkins / Physical Chemistry, Sixth Edition / Oxford University Press / 1998 / Chapter 12
· • Walter J. Moore / 기본 물리화학 / 탐구당 / 1998 / pp.417∼431
· • 이재원 외 / 물리화학의 원리와 응용 / 녹문당 / 1999 / pp.210∼214