Молекулно пречупване - studopediya
В пречупване на светлината - промяна на посоката на светлинните лъчи в среда с различна показател на пречупване. Пречупване на светлината е специален случай на рязка промяна в посоката на лъчите на граничната повърхност между две среди с различни индекси на рефракция.
Причината за тези явления от гледна точка на класическата физика е взаимодействието на електрическото поле на светлината вълна с елементарни такси. Ефективно атом вълна електрическо поле отклонява външната електрона от неговата равновесна позиция, и придобива атом диполен момент на индуцирана
където # 945; - поляризуемост атома (или молекули), Е - електрическо поле на вълната на инцидент. Атомна момент дипол варира в зависимост от честотата на падащата светлина и атом става вторичен източник на последователни вълни. електрон трептения са забавени във фаза спрямо първоначалното светлина вълна, така че вторичните вълни се отделят със закъснение. Област на вторични вълни се добавя към първоначалната областта на светлина вълна, която причинява намаляване на скоростта на получения електромагнитна вълна.
класическа теория електрон да свързват индекс на пречупване материал на микроскопични характеристики на средата - плътност и електрон поляризуемост, в зависимост от естеството на атоми или молекули и честотата на светлина.
Чрез микроскопски характеристики обикновено не експресират индекса на пречупване и свързаната с молекулно пречупване:
където R - молекулярна пречупване [cm 3 / мол],
М - молекулярна маса [г / мол],
# 961; - плътност [г / см3],
NA = 6023 # 8729, 10, 23 - Авогадро брой [мол -1],
- специфична пречупване [см3 / г].
Молекулно пречупване - физическа количество характеризиращи поляризуемост на молекулата, по-точно - 1/3 мол вещество. измерването му се основава на измерване на коефициента на пречупване и плътността на веществото.
Различни модели на структурата на материята води до малко по-различни изрази за F функция (п); Най-често използваната формула на Лоренц-Лоренц, според която .Тук не се използва системата SI, и старата система CGS, при които са представени данни в повечето химически справочници. Както се вижда в последната част на формула (6), молекулното пречупване не зависи от температурата и плътността, и следователно, налягане и състояние на агрегиране е само мярка за поляризуемост # 945; молекули:
който е характеристика на химическо съединение.
R стойности във видимия спектър се характеризира с електронен поляризуемост на молекулите на материята. При разтваряне е непроменени компоненти поляризуемост, разтвори пречупване Ri състои от компоненти пречупване:
където Xi - аз Th компонент концентрация в мол фракции.
Правило адитивност молекулни пречупванията разтвори дава възможност да се изчисли R разтваря твърди вещества. Освен това, адитивност молекулно пречупване приблизително наблюдава за чисти съединения. За йонни съединения е равна на сумата от йонен пречупване (вж. Таблица 1 в допълнение).
ПРИМЕР 1 Калиев хлорид
Изчислението Rth (KCl) = R (К +) + R (CI -) = 2,2 + 8,7 = 10,90;
Моларното маса М (KCl) = 74,56 г / мол;
плътност # 961 (калиев хлорид) = 1985 грама / cm 3;
Индексът на пречупване на натриев D жълт линия при 20 градуса по Целзий ND 20 (KCl) = 1490; изчислява от експеримента
ние получите съобщение за грешка # 916; R = 0,04 и относителната грешка или 0.4%.
Molecular пречупване съединения с валентните връзки могат да бъдат представени като сбор от атомната пречупване (вж. Таблица 2 в допълнение).
Rth (С5 Н12) = 5К (С) + 12R (H) = 5 # 8729; 2418 + 12 # 8729; 1100 = 25.290;
ние получите съобщение за грешка # 916; R = 0,008 и относителна грешка или 0.03%.
Включени в тези изчисления включва частично атомни пречупване ефекти на взаимното влияние на атома и не равни на съответните атомни пречупванията прости вещества. Влияние на молекулярната структура на молекулно пречупване се отчита чрез въвеждане атомни пречупване различни стойности за същия елемент в различни групи (например, пречупване различен атомен кислород в естери, алкохоли и карбоксилни съединения (вж. Таблица 2 в допълнение)) или чрез използване на пречупванията група (например, група рефракционни групи NO, N02. КН и т.н.), и чрез използване на специални добавки (т.е., нараствания) на множествени връзки (двойна връзка с = с тройна връзка S≡S).
Вместо атомен и група пречупване пречупване често използвани връзки и молекулно пречупване се разлага в условията на броя и вида на връзки, които обикновено се дължи на поляризуемост на електроните, които не участват в образуването на връзки (вж. Таблица 3 в допълнението).
Rth (С3 H7 Br) = 7R (С-Н) + 2R (С-С) + R (C-Br) = 8729 # 7; # 2 1,70 + 8729 1,21 + 9,47 = 23, 79;
ние получите съобщение за грешка # 916; R = 0,10 и относителната грешка или 0.4%.
Rth (С3 H7 Br) = 23,79 (като брой и качество на връзките е същият, както в 1-бромопропан);
ние получите съобщение за грешка # 916; R = 0,3 и относителната грешка или 1.0%.
Не можем да кажем, че във всяка схема (от атоми или PR) добавка извършва по-добре. И двете са приблизително равни в рамките на приложимост на системата за добавка за молекулно пречупване.
С атома Rth (CHBr3) = R (С) + R (H) + 3R (Br) = 2.418 + 1.100 + 3 # 8729; 8865 = 30.113 (виж таблица 2 в приложението.);
Чрез Rth отношения (CHBr3) = R (С-Н) + 3R (С-Вг) = 1,70 + 3 # 8729; 9,47 = 30,11 (виж таблица 3 в приложението.);
# 916; R ≈ 0,3 и или 1,0%.
Понякога сумата от PR молекулярната пречупване дава по-добри резултати, отколкото сумата от атомите.
Rth (С2 Н5 OH) = 2R (С) + 6R (Н) + R (О в алкохолен група) = 12.961 (виж таблица 2 в приложението.);
Rth (С2 Н5 OH) = 5К (С-Н) + R (С-С) + R (С-О) + R (ОН) = 13,05 (виж таблица 3 в приложението.);
Съответно, и 2 # 8729; 10 -3 (0.2%).
Сравнение на експерименталните стойности на изчислено молекулно пречупване на схеми добавки - един от най-простите методи за определяне на физическата структура на химични съединения. Този метод може да се получи чрез потвърждение брутна формула вещество и наличието на някои функционални групи (например, информация може да бъде получена за броя на пръстени в молекулата, включително естеството и разположението на множество връзки и т.н.). В някои случаи е възможно да се заключи на цис или транс конфигурация на молекулата.