Материя и цвет. Свет

1.

Химия и биология – в конечном итоге
физика, но объяснение, которое им дает
физика – объяснение лишь в принципе
Ричард Фейнман
Химики – это те, кто
действительно
понимают мир
Лайнус Полинг

2.

МАТЕРИЯ и ЦВЕТ
СВЕТ
2

3.

22
Свет - излучение, воспринимаемое
человеческим глазом.
380÷400 до 760÷780 нм нм.
Цвет - качественная субъективная
характеристика электромагнитного
излучения оптического диапазона
3

4.

22
Солнечный спектр
400
500
600
UV
700
λ, нм (10-9 м)
IR
E = (h*c)/λ
4

5.

22
Роберт Вильгельм 
Бунзен
Спектры атомов
Густав Роберт
Кирхгоф
натрий
5

6.

22
строение атома
атомные орбиты
E
H
Нильс Бор
спектр излучения водорода
планетарная
модель атома
-
+
Эрнст
Резерфорд
hс/λ
6

7.

22
шутка планетарной
системы
7

8.

22
строение атома
атомные орбитали
Нильс Бор
Эрнст
Резерфорд
s-AO px-AO
py-AO
pz-AO
8

9.

22
строение молекул
молекулярные орбитали
Связи
С―С С―О C―N
Связи
С―H O―H N―H
Лайнус
Полинг
σ-MO
Связи
С―С С―О C―N
π-MO
МО, заполненная парой электронов - ковалентная связь
утверждение НЕ совсем верное
9

10.

22
Е
строение молекул
молекулярные орбитали
(энергия)
энергия
σ-связи
σ-MO
n-MO
энергетический уровень
несвязанных атомов
π-MO
10

11.

22
строение молекул
молекулярные орбитали
2-
s
повышение
поляризуемости
n
p
p -компекс
+
11

12.

22
Е
строение молекул
молекулярные орбитали
(энергия)
σ-MO*
МО образуется из АО
из
n АО образуется n
π-MO*
МО
*
антисвязывающие МО
в основном состоянии
пустые
n-MO
энергетический уровень
несвязанных атомов
π-MOсвяз
σ-MOсвяз
Зачем знать
про пустые МО
12

13.

22
Е
молекулярные орбитали
спектры
НВМО нижняя вакантная МО
ВЗМO верхняя занятая МО
НВМО
ΔE = (h*c)/λ
ВЗМO
λ - нм (10―9 м)
13

14.

22
молекулярные орбитали
спектры
Е
А
поглощение
ΔE = (h*c)/λ
λmax
λ,
нм
А = ε*c*l закон Бугера Ламберта Бэра
ε - коэффициент молекулярного поглощения
c - концентрация поглощающего вещества (моль/л)
l - длина светового пробега (см)
14

15.

22
молекулярные орбитали
спектры
λmax, нм
171
правила
Физера-Вудворда
185
Δ λmax ~ 30 нм
177
178
218
218
256
288
сопряженные
полиены
15

16.

22
цветные молекулы
β-каротин λ 497 нм
ликопин λ 505нм
400
UV
500
600
700
λ, нм (10-9 м)
IR
16

17.

22
цвет собственный и дополнительный
400
500
600
UV
700
λ, нм (10-9 м)
IR
Круг Оствальда
цвет
дополнительный
цвет
собственный
Мы видим цвет
дополнительный
17

18.

22
цветные молекулы
400
O
S
O
500
600
700
HO
N
O
H
N
N
метилоранж
λmax 460 нм
λ, нм (10-9 м)
N
H
индиго O
λmax ~ 600 нм
N
N
хромофор
OH
HO
OH
N
N
+
кристаллвиолет
λmax 590 нм
O
O
- H+
фенолфталеин
O
-
O
O
18

19.

22
нецветные и цветные молекулы
400
500
600
700
λ, нм (10-9 м)
бензол
λmax 255 нм
гексацен
λmax 693 нм
нафталин
λmax 311 нм
антрацен
λmax 370 нм
тетрацен
λmax 460 нм
пентацен
λmax 580 нм
19

20.

22
цветные молекулы
R
N
N
N
Fe
N
N
N
N
Mg
N
O
O
OH HO
O
гем
λmax 577, 541 нм
O
O
O
O
хлорофилл
λmax 430, 670 нм
20

21.

22
Цвет. Писание цветом
элюент
образец
смесь
колонка
Михаил С.
Цвет
вакуум
21

22.

22
хроматография
Выделение веществ из сложных смесей
Наблюдение за химическими
превращениями
Анализ сложных смесей
22