[물리화학실험] 컨쥬게이션 염료의 흡수 예비보고서

소개글

"[물리화학실험] 컨쥬게이션 염료의 흡수 예비보고서"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험목적
2. 실험 원리
3. 실험방법
4. 시약조사
5. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
이 실험은 몇 개의 대칭 폴리메타인 염료들의 가시광선 흡수 스펙트럼을 측정하고 측정한 스펙트럼을 자유 전자 모델을 이용하여 해석하는 데 그 목적이 있다.
2. 실험 원리
2-1) 배경
가시광선 영역에서 스펙트럼의 흡수띠는 어떤 분자가 바닥 상태로부터 170~300kJ mol-1 높은 들뜬 전자 상태로 전이될 때 나타난다. 많은 물질들에서 최저 들뜬 전자상태는 바닥 상태보다 300kJ mol-1이상에 존재하며 가시광선 스펙트럼은 관찰되지 않는다. 일반적으로 색을 띤(가시광선을 흡수하여) 이런 화합물들은 자유 라디칼 속의 홀전자나 컨쥬게이션 유기분자 속의 π전자와 같이 약한 결합이나 비편재화된 전자들을 가지고 있다. 폴리메타인 염료에 대한 가시광선 흡수띠는 폴리메타인 사슬을 따라서 존재하는 π전자들의 전자 전이로부터 생긴다. 이들 띠의 흡수 파장은 전자 에너지 준위들의 간격에 의존한다. 이들 염료들에 대해서 결합 궤도함수와 분자 궤도함수의 계산을 행하였으나 계산으로부터 예측된 값은 관찰된 값과 잘 일치되지 않는다. 여기서는 Kuhn에 의해서 최초로 제안된 간단한 자유 전자 모델을 보이겠는데, 이 모델은 약간 과장된 가정이 포함되어 있지만 컨쥬게이션 염료 같은 분자들계는 상당히 잘 들어 맞는다.
예를 들면 일명 크립토사이아닌(1,1’-diethyl-4,4’-carbocyanine iodide)의 묽은 용액을 생각해 보자. 이 분자의 양이온은 밑에 그림에 나타냈듯이 두 개의 공명구조를 갖는데, 이것은 위의 두 가지 상태가 이온에 대한 파동함수에 동등하게 기여하고 있음을 뜻한다.

이로부터 이 사슬을 따라 존재하는 모든 결합들은 결합차수가 1.5(벤젠의 C-C 결합과 유사)로 동등하다고 생각할 수 있는 것이다. 사슬에 존재하는 각 탄소 원자와 끝에 존재하는 각 질소 원자는 3개의 편재화된 결합(소위 σ결합)에 의해 3개의 원자들과 결합을 형성하고 있다.

참고 자료

물리화학실험(대한화학회) p118 ~ 122
https://en.wikipedia.org/wiki/Conjugation
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