Benzene의 전자-진동 스펙트럼 [물리화학실험]

소개

"Benzene의 전자-진동 스펙트럼 [물리화학실험]"에 대한 내용입니다.

목차

1. 서론
2. 시약 및 실험방법
3. 실험 결과 및 고찰
4. 참고 문헌

본문내용

[1] 벤젠의 전자배치
Molecular orbital은 분자 내 전자배치를 구체화한다. 일반적으로 Molecular orbital은 LCAO-MO(Linear Combination of Atomic Orbitals-Molecular Orbitals) 법으로 표시된다. 그러나, 이번 실험에서 사용될 벤젠의 경우 LCAO-MO법보다는 Point group과 SALC-MO의 법을 사용하여 분자 궤도함수를 유도한다.
벤젠의 흡수 스펙트럼의 경우 넓은 의미에서 전자들이 →전자전이에 해당하며, 이 흡수 전이는 바닥 상태의 궤도함수로부터 첫 번째 들뜬 상태인 궤도함수로의 전자 전이이다.

그림1. 벤젠의 자외선 흡수에 의한 전자전이

자외선 흡수에 의하여 → 전자전위가 일어나 로의 전자배치의 변화가 일어난다. 이러한 excited state와 같이 전자가 완전히 채워지지 않은 경우에는 채워지지 않은 궤도함수들의 직접 곱을 통하여 기호 항(ground state 및 첫 번째 들뜬 상태의 전자배치로부터 유발되는 항)을 결정한다.

[2] direct product 와 전자전이 선택률
direct product란 각각의 기약표현들의 고유값을 곱하는 것을 의미한다.
대칭점군에서 전자들이 완전히 채워지지 않은 와  궤도함수들의 직접 곱은  ⊗       이다. 의 전자배치로부터   및  항 기호들로 특성화되는 전자상태가 발생하며 각각의 전자상태는 single spin state와 triplet spin state가 존재하며 spin multiplicity가 클수록 에너지가 낮다.
전기 쌍극자에 의해 일어나는 전자전이는 바닥 상태의 항 기호와 들뜬 상태의 항기호들이 갖는 스핀 상태∑와 궤도함수에 의하여 결정된다. 스핀 선택률은 ground state 및 excited state가 동일한 스핀 다중도를 가질 경우에만 결정되어진다. 스핀 선택률은 바닥 상태 및 뜰뜬 상태가 spin multiplicity를 가질 경우에만 전자전이를 허용한다. 스핀 선택률에 의한 전이는 ∆∑   만족하여야 한다.

참고자료

· 물리화학실험서
· 물리화학실험 3주차 강의 영상
· 안전보건공단masd / ‘benzene', 'cyclohexane', 'n-hexane' /
· https://msds.kosha.or.kr/MSDSInfo/kcic/msdssearchMsds.do
· guidechem / benzene electron transition /
· https://www.guidechem.com/question/why-does-benzene-have-3-transi-id12436.html