电子跃迁参数的测定VIP免费

电子跃迁参数的测定一．目的与要求1．掌握UV—240紫外可见光谱仪的基本操作方法。2．明了电子跃迁的基本及积分吸收强度S，爱因斯坦吸收系数Bmn，振子强度f；跃迁矩积分Rmn的测定原理。f，3．通过测定Co(NH3)6Cl3的Ｓ，判断Co(NH3)6Cl3的d－dBmn，Rmn等参数，电子跃迁特性。4．学会络合物Co(NH3)6Cl3的制备方法。二．基本原理物质分子中的电子都处于一定的运动状态，其波函数为，其相应的能级为Ｅ，当分子中的电子吸受光能的时就要发生跃迁，从低能级Ｅｍ跃迁到较高能级Ｅｎ，同时其运动状态由m变为n。其跃迁几率Ｐｍｎ可以根据薛定谔方程的近似处理—微扰法导出：Pmn＝８π３|Rmn|２ρ／３h2＝BmnρBmn＝８π３|Rmn|２／３h2式中h为planck常数（h=6.626X10-34JּS），ρ为辐射密度即每cm３电Bmn称为爱因斯坦吸收系数：磁波能量的大小，其值与光的强度成正比例。表示在单位时间，单位辐射密度中的吸收几率，Rmn＝∫ｍμｎｄＩ成为跃迁矩积分。μ为跃迁矩标符，μ＝eirie为电子电荷ri为电子位子矢量，它反映了电子跃迁时，电荷的迁移情况。下面把Ｂｍｎ与Lambert-Beer定律引出的克分子吸光系数ε联系起来。根据Lambert-Beer定律：ε=1Cl㏒I0Imol-1cm-1s-1==CCl（l=1）C是克分子浓度，l是液层厚度式中ε是克分子吸光系数，（l=1cm）。I0，I是入射光与透射光的强度。A是吸光度（即光密度）可由吸收光谱曲线的纵坐标读出。当一个分子吸收一个频率为vmn的光子时就要从辐射中移走hvmn的能量。如果每ml有N，个分子，则通过样品厚度为d的辐射能量的减少将为：dIBmnhvmnNdlBmn为跃迁几率；hvmn为每一跃迁吸收的能量；N为单位体积分子数若以波数vmn表示，波数即波数的倒数：vmn=；vmn=1c∴vmn=cvmnc为光速。将这些关系代入上式得:dIIBmnvhcvmnNdl是每秒钟通过1cn2截面积的光能，等于光速c与辐射密度的乘积：Icv；vcdIBmnI代如上式则IhvmnNdl以mol/l的浓度表示C时C=NN,1000（N=6.023×1023）即N=NC1000代如上式则dIBmndIIIhvmnNC1000dl=BmnI0IhvmnNC1000dlCl㏑=Bmnhvmn1000I0Ihvmn2303Cl即㏒=Bmnεv=Bmn=vClhvmn2303Bmn2303hvmnN即vBmndvvdvNhvmn2303在所实验的一定波数区间，可以把平均波数看成是谱带峰值所对应的波数，因此有vmnvmax2303Nhvmax2303Nhvmax2303BmndvvdvBmnvvdv（v为实验波数区间的差额）1.51106BmnvdvNhvmaxvvdvvmaxvSvdv（S称为积分吸收强度）6Bmn1.5110Svmaxv关于振子强度f的计算：振子强度是实验的积分强度与理想的谐振子的积分吸收强度的比值，即：vdvfvdv实理2.31108由量子力学计算可得：dvvf理vdv2.3110实84.331094.3310vdv9S实验发现：f1电子是允许跃迁f1电子是禁阻跃迁v在104电子是允许跃迁~105v104电子是禁阻跃迁根据以上实验的数据，如果获得S,Bmn,f,Rmn等，可以进一步研究分子的结构及其反应性能。三．实验步骤1．制备Co(NH3)6Cl3溶解6克NH4Cl于10蒸馏水中，加热至沸，加入8克研细的CoCl26H2O，趁热加入0.5克经活化的活性炭，以水冷却，加入20ml浓氨水，冷却至10℃以下，逐滴加入3ml的H2O2，搅拌，在水浴上加热至60℃，并维持在50℃~60℃之间达20分钟，趁热过滤（用10ml蒸馏水淋洗），在滤液中慢慢加入5ml浓HCl，即有大量橘黄色晶体析出，冷却过滤抽干，于105℃烘干。2.配置浓度为8×10-3mol/L的Co(NH3)6Cl3溶液3)6Cl3在分析天平上准确称量0.1069克Co(NH准确刻度，即为8×10-3mol/L的待测溶液。3.用紫外可见光谱仪测量Co(NH3)6Cl3，用50ml容量瓶配置的跃迁吸收光谱曲线。