דוח ב IR

מוסד לימוד
מקצוע
מילות מפתח
שנת הגשה 2009

תקציר העבודה

      מדידת ספקטרום ויברציוני רוטציוני של DCl ,CO2 , HCl , C2D2, C2H2, C2HD  .
      חישוב כל הקבועים המולקולריים .
      חישוב שכיחות האיזוטופים 35Cl , 37Cl .
      חישוב יחסי עוצמות הקוים.       שרטוט עקומת פוטנציאל .
מודל דרגות החופש:
למולקולה בעלת N אטומים יש 3N דרגות חופש כלומר לכל אטום יש 3 דרגות חופש לתנועה במרחב תלת מימדי . ישנם שלושה סוגי תנועה: טרנסלציה – תנועתם המשותפת של כל האטומים במול', מתייחסים אליה כאל תנועת מרכז המסה של המול'. המול' יכולה לנוע ב-3 צירים בחלל xyz ולכן סה"כ יש 3 דרגות חופש טרנסלציות.
רוטציה – תנועה סיבובית סביב צירי המול' הנובעת ממונט ההתמד של המול'.  למול' לינארית 2 דרגות חופש רוטציוניות כיוון שהתנועה היא בשני צירים במרחב, למול' מכופפות 3 דרגות חופש רוטציוניות.
ויברציה – תנועה אוסילטורית של אטומים סביב מרכז הכובד של המול'.  עבור תנועה זו נותרות   3N-6
 דרגות חופש , ו- 3N-5
דרגות חופש במולקולה ליניארית .
תנועה ויברציונית האנרגיה הפוטנציאלית של מולקולה AB ניתנת לתיאור כפונקציה של המרחק הבין אטומי בעזרת  משוואה שהינה תוצאה של חוק הוק: כאשר   הינו המרחק הבין אטומי במצב שיווי משקל. k הינו קבוע כוח הקשר וערכו מבטא את חוזק הכח המחזיק את שני האטומים ביחד.
במשוואה, הפוטנציאל המתואר הוא פוטנציאל הרמוני, ומערכת זו נקראת אוסילטור הרמוני. מתיחת הקשר או כיווצו תגרום לתנודה מחזורית של האטומים. פוטנציאל הרמוני מתואר ע"י פרבולה סימטרית. מודל פשוט זה מנבא שהאנרגיה הפוטנציאלית של מולקולה דו אטומית תגדל במתיחת הקשר או כיווצו באופן שווה. משום שבפועל מתיחת קשר כימי מחלישה אותו בעוד שכיווץ הקשר גורם לדחיה עצומה בין האטומים, ניתן לומר כי הפוטנציאל ההרמוני אינו ריאליסטי עבור שינויים גדולים במרחק הבין אטומי. ההבדל בין הפוטנציאל המולקולרי האמיתי לבין זה ההרמוני יוגדר כאנהרמוניות של הפוטנציאל המולקולרי האמיתי, והוא בא לידי ביטוי בפוטנציאל מורס (עליו יורחב בהמשך) בספקטרום של מולקולות דו אטומיות התקבלו קווי בליעה במרווחים אנרגטיים שווים, תופעה שניתן להסביר עפ"י מכניקה קוונטית, שעל פיה האנרגיה הוויברציונית מקוונטטת. הביטוי לרמות האנרגיה הוא: