Cyaninfarbstoff -Potentialtopf < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 16:46 So 28.03.2010 | | Autor: | d3rd3vil |
Hallo :)
Hier gibt ein Beispiel zu Polymethincyaninfarbstoffs, die man als Potentialtopf ansehen kann!
http://www.chemie.uni-marburg.de/~pcprakt/skripten/LichtabsorptionBSc.pdf
Für meine Physik Präsentation zum Abi 2010 muss ich diesen teilweise chemischen Teil erstmal verstehen :(
Vielleicht könnt ihr mir da helfen? :)
In meiner Aufgabenstellung heißt es quasi, dass ich zeigen soll, wie sich das Absorptionsverhalten bei unterschiedlicher Kettenlänge (auf dieser uni-marburg Seite wäre das mit dem Buchstaben k gekennzeichnet) und veränderter Seitengruppe beschreiben lässt!
Beweglich sind also scheinbar nur die Pi-Elektronen, die man bei diesem Beispiel (Abbildung 1, rechts) wie bestimmen kann (Anzahl)? ^^
Jeweils zwei Elektronen scheinen sich dann immer auf der nächsten Energiestufe zu befinden, die letzten zwei Teilchen sind also auf der 4. Bahn (kann man das so sagen?!).
Nun kann ich also die Energie dafür ausrechnen, dass ein Elektron von der höchsten 4. Bahn auf die unbesetzte 5. Bahn gelangt. Dazu wird Energie benötigt, die dann eben von einem Licht einer bestimmten Wellenlänge dargeboten wird.
Nun stellt sich jedoch die Frage, wie ich auf die Länge des Potentialtopfes (in diesem Beispiel) komme? Auf dieser Seite kommen die auf 140pm bei einer C-C Bindung?!
In Abbildung 1 rechts haben wir also 4 C-C Bindungen, also 4*140pm für die Länge des Potentialtopfes quasi??
Weiterhin stellt sich auch die Frage, welche Masse ich nehmen muss! Nimmt man immer NUR die Masse der Pi-Elektronen, die sich dort frei bewegen? Also 8 * me (Elektronenmasse)? Oder, und das lässt die Aufgabenstellung meiner Abiturpräsentation vermuten, ich muss auch noch mehr einbeziehen!
Die Abbildung rechts in Abbildung 1 entspricht der für meine Präsentation. Da die Aufgabenstellung nicht nur die Kettenlänge sondern auch die Endgruppen erwähnt, muss ich die wohl auch noch einbeziehen?! Nur wie?
In meinem Fall wird die Endgruppe mit C2H5 angegeben, was jedoch variieren kann....
Versteht ihr also grob, was gemeint ist und könnt ihr mir da weiterhelfen? Wäre toll :)
Ich danke schonmal
d3rd3vil
Ich habe diese Frage auch in folgenden Foren auf anderen Internetseiten gestellt:
http://www.uni-protokolle.de/foren/viewtopic.php?p=2037213#2037213
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 20:44 So 28.03.2010 | | Autor: | leduart |
Hallo d3rd3vil
Nacheinander die Fragen.
Es wird in dem Potentialtopf der Länge [mm] n*d_0 [/mm] die möglichen Zustände eine e betrachtet. Nach dem Pauliprinzip können in Spin 1/2 Teilchen , alo e nie den gleichen Zustand haben, also passen in einen Energiezustand nur 2 e mit entgegengesetztem Spin. Die auftrtende Masse ist also die Maase eines e.
nur für die Anzahl der besetzten Zustände spielt also die Anzahl der innerhalb des Moleküls praktisch freibeweglichen e eine Rolle.
Die endmoleküle spielen offensichtlich bei diesem vereinfachten Potentialtopf keine Rolle, sie werden wohl höchstens seine Höhe beeinflussen, die für die Energiedichte keine Rolle spielen.
Wenn man das Molekül um eine C-C Verbindung verlängert, kommen auch 2 [mm] \pi [/mm] e dazu, d.h. du musst dann mit [mm] 5*d_0 [/mm] und die 5 unteren Zustände besetzt rechnen.
Was dich vielleicht stört: die Wechselwirkung der e wird nur über die Höhe des Potentialwalls berücksichtig, das heisst jedes Elektron bewegt sich in dem Gesamtfeld, was durch die Moleküle hervorgerufen wird, abgeschwächt durch die restlichen (hier 7) elektronen.
das einzige was du also verwenden musst, innerhalb der Kette "frei" beweglich, potentialwall an den Enden.
gruss leduart
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 21:32 So 28.03.2010 | | Autor: | d3rd3vil |
Joah vielen Dank erstmal :)
Jetzt hast du auch gesagt n*d0! Nur wie groß ist d0? Kann man das berechnen? Wenn ich nämlich jetzt z.B. ein Kohlenstoffatom irgendwo in der Mitte mit nem Stickstoffatom ersetze, dann ändert sich jawohl auch dort der Abstand zwischen Kohlenstoff- und Stickstoffatom, also d0!
Und muss ich also nur die Anzahl der Valenzelektronen wissen, um die Energiestufen zu kennen? Also die Stufen, die von Elektronen besetzt werden! Rechnen kann ich dann jedoch mit einem Elektron?
Und noch eine Frage zum Schluss, fürs Erste ^^:
Es gibt Cyanine die an den Enden Stickstoffatome haben. Und es gibt welche, die Schwefelatome dabei haben. Haben diese Schwefelatome was zu sagen? Manchmal geht es sogar noch weiter, bis zu Benzolringen!
Die Grenzen des Potentialtopfs, bzw. des Moleküls sind also die einmal positiv, einmal negativ geladenen Stickstoffatome?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 22:38 So 28.03.2010 | | Autor: | leduart |
Hallo
ich bin auch kein Experte auf dem Gebiet, und hab nur den Artikel gelesen. da ist [mm] d_0=140pm [/mm] und gibt den -C-C Länge. Soweit ich verstanden habe und auch gesagt, ändern die Endmoleküle nur die Höhe des Potentials.
Das N statt C molekül scheint auch den Abstand [mm] d_0 [/mm] nicht groß zu ändern, sondern nur die Abweichung vom Topfmodell zu vergrößern.
Ich glaub, dass du in einen physikalischen Vortrag, der doch wohl hauptsächlich um den potentialtopf geht, exakte Einzelheitn nicht wissen musst, sonderrn nur zeigen, dass es reale Anwendungen gibt. es kann dann dabei nicht auf 140 oder 130pm ankommen, sondern was sich nit Änderung der Länge des Topfes ändert.
Ob ich in dem Sinne recht habe frag lieber deinen Lehrer, aber ich glaub nicht, dass man sich für ein anwendungsbeispiel sehr tieg in die organische Chemie einarbeiten sollte.
Die andere frage hab ich nach bestem Gewissen so beantwortet, wie der Artikel das tut, der rechnet mit 8 e, und einem Zustan eines einzelnen Elektrons.
Nochmal, ich bin kein Experte für den chemischen Teil, da bist du wohl in diesem forum fasch und müsstest eines speziell für Chemie suchen.
gruss leduart
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 22:13 Di 06.04.2010 | | Autor: | d3rd3vil |
Danke sehr :)
Ja jetzt sagst du, wenn ich Kohlenstoff mit Stickstoff austausche, dann ändert sich die Bindungslänge und die Anzahl der Elektronen....da kommen wir jetzt aber wieder zum chemischen Problem!
Kohlenstoff bestitzt jawohl 6 Elektronen, oder? Diese scheinen aber nicht zu zählen, es geht nur um die beweglichen Valenzelektronen?! Wie ändert sich diese Anzahl nun, wenn man ein Kohlenstoffatom mit nem Stickstoffatom tauscht? Genau da hab ich nämlich keinerlei Ahnung, ob da die Doppelbindung bleibt und sich somit auch die Anzahl der Valenzelektronen gar nicht ändert?? Dann würde sich tatsächlich NUR die Bindungslänge ändern!
Und was passiert nun, wenn ich so ein äußeres Stickstoffatom wegnehme? Dann haben wir keine positive und negative Seite mehr, somit kann man dieses entstandene Molekül nicht mehr als Potentialtopf betrachten?
Und wodurch genau ist das eine Stickstoffatom positiv, das andere negativ geladen? Das eine hat 4 Bindungen, zwei einfache, eine doppelte. Das andere hat nur 3 einfach Bindungen, ist also somit negativ geladen....
Danke schon mal :)
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(Antwort) fertig | | Datum: | 15:09 Mi 07.04.2010 | | Autor: | ONeill |
Hi!
![[]](/images/popup.gif) Hier noch ein Skript, indem das ganze sehr gut erklärt wird.
> Ja jetzt sagst du, wenn ich Kohlenstoff mit Stickstoff
> austausche, dann ändert sich die Bindungslänge und die
> Anzahl der Elektronen....da kommen wir jetzt aber wieder
> zum chemischen Problem!
>
> Kohlenstoff bestitzt jawohl 6 Elektronen, oder? Diese
> scheinen aber nicht zu zählen, es geht nur um die
> beweglichen Valenzelektronen?!
Es geht nur um die [mm] \pi [/mm] -Elektronen.
Wie ändert sich diese
>
> Und was passiert nun, wenn ich so ein äußeres
> Stickstoffatom wegnehme? Dann haben wir keine positive und
> negative Seite mehr, somit kann man dieses entstandene
> Molekül nicht mehr als Potentialtopf betrachten?
>
> Und wodurch genau ist das eine Stickstoffatom positiv, das
> andere negativ geladen?
Meinst Du in Abb. 1? Das eine ist positiv geladen, weil es vier Bindungen hat und ihm dementsprechend ein Elektron fehlt. Das andere ist neutral.
Ich habe den Versuch bereits gemacht und könnte Dir das Protokoll zuschicken, da habe ich das in der Theorie alles lang und breit erklärt 
Gruß Christian
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 23:38 Mi 07.04.2010 | | Autor: | d3rd3vil |
Aber Pi-Elektronen (Elektronen in äußeren Pi-Orbitalen) und Valenzelektronen (äußere Orbitale) sind daselbe, oder? :)
Ja ok, das eine Stickstoffatom ist positiv, das andere neutral. Wenn ich aber nun das (z.B.) positiv geladene Stickstoffatom rausnehmen würde und sagen wir ein Schwefelatom einbauen würde, was würde geschehen? Typisch chemische Frage :(
Es wäre natürlich brillant, wenn du mir dieses Protokoll schicken könntest. Wäre sehr nett :)
Falls du dies vorhaben solltest, hier meine E-Mail Adresse :)
Supermax@gmx.net
Gruß
d3rd3vil
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(Antwort) fertig | | Datum: | 12:27 Do 08.04.2010 | | Autor: | ONeill |
Hi!
> Aber Pi-Elektronen (Elektronen in äußeren Pi-Orbitalen)
> und Valenzelektronen (äußere Orbitale) sind daselbe,
> oder? :)
Nein!
Eine Doppelbindung besteht aus einer [mm] $\sigma$ [/mm] und einer [mm] $\pi$ [/mm] Bindung. Diese [mm] $\pi$ [/mm] Bindung besteht aus 2 Elektronen.
> Ja ok, das eine Stickstoffatom ist positiv, das andere
> neutral. Wenn ich aber nun das (z.B.) positiv geladene
> Stickstoffatom rausnehmen würde und sagen wir ein
> Schwefelatom einbauen würde, was würde geschehen? Typisch
> chemische Frage :(
Allein schon aufgrund der Valenz schwierig...
> Es wäre natürlich brillant, wenn du mir dieses Protokoll
> schicken könntest. Wäre sehr nett :)
> Falls du dies vorhaben solltest, hier meine E-Mail Adresse
> :)
>
> Supermax@gmx.net
Muss mal schaun ob das klappt, habe erst wieder ab dem Wochenende eine schnelle Internetverbindung, derzeit läuft das hier sehr langsam und das Protokoll is 8 mb groß.
Hier schonmal was vom Protokoll:
Substitution der mittleren CH-Gruppe durch Stickstoff
Wie bereits in den theoretischen Grundlagen erläutert, hat Stickstoff eine höhere Elektronega-tivität als Kohlenstoff. Wird nun eine CH-Gruppe durch ein Stickstoff substituiert führt dies aufgrund der Elektronegativität des Stickstoffes zu einer Absenkung der potentiellen Energie im betrachteten Molekülteil. Dies führt dazu, dass auch die Energiedifferenz zwischen den Energieniveaus sinkt. Aufgrund dessen ist die Anregung bereits mit langwelligerem Licht möglich. Im Versuch wurde für k=1 eine Wellenlänge von 557 nm gemessen. Der Wert für den N-substituierten Farbstoff liegt bei 596 nm und damit bei höherer Wellenlänge. Aufgrund dessen wird also der Abstand zwischen den Energieniveaus kleiner und es reicht eine kleinere Anregungsenergie aus. Dies bestätigt sich mit dem Modell des Teilchens im Kasten.
Einfluss der N-Gruppen am Ende des konjugierten Systems
Das Ende des konjugierten Systems stellt in unserem Modell die Kastenwände da. Per Defini-tion haben die Kastenwände eine unendlich hohe potentielle Energie. Die Stickstoffgruppen senken aufgrund ihrer Elektronegativität (analog zu 6.1) die potentielle Energie ab und somit die Aufenthaltswahrscheinlichkeit der Elektronen herauf. Da jedoch gleichzeitig die potentiel-le Energie aufgrund des Endes des konjugierten Systems drastisch ansteigt, wird die leichte Absenkung durch den Stickstoff mehr als kompensiert. Dementsprechend haben die Stick-stoffatome nur einen kleinen Einfluss auf das Absorptionsspektrum.
Gruß Christian ![[hut]](/images/smileys/hut.gif "[hut]")
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 13:10 Di 13.04.2010 | | Autor: | d3rd3vil |
Danke!
Eine weitere, wichtige Frage:
Mein Physiklehrer hat mir heute gesagt, dass diese Benzolringe auch einiges ändern:
http://www.chemie.uni-marburg.de/~pcprakt/skripten/LichtabsorptionBSc.pdf
1. Bild rechts ist das!
Wie ändert sich denn die Farbe des Cyaninmoleküls, bzw. warum, wenn man diese Benzolringe verändert, bzw. austauscht?
Dachte dieses Potentialtopfmodell könnte man NUR auf diese Kohlenstoffkette zwischen den beiden Stickstoffatomen anweden? Jetzt auch auf die Benzolringe oder was?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 13:34 Di 13.04.2010 | | Autor: | ONeill |
Hi!
> Dachte dieses Potentialtopfmodell könnte man NUR auf diese
> Kohlenstoffkette zwischen den beiden Stickstoffatomen
> anweden? Jetzt auch auf die Benzolringe oder was?
Was haben denn die C im Ring und die aliphatischen C gemeinsam? Sie sind alle [mm] sp^2 [/mm] hybridisiert und dementsprechend konjugiert. Deine [mm] \pi-Elektronen [/mm] haben also einiges an Bewegungsfreiheit.
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Mhh nagut....dabei tut sich aber direkt die nächste Frage auf, es endet nicht :)
Es geht hier doch darum, quasi die Energie zu berechnen die benötigt wird, damit ein Elektron von dem einen in den nächsthöheren Energiezustand wechseln zu können. Bei 8 Pi-Elektronen z.B. von 4 auf 5!
Diese Energie können Photonen liefern, mit einer gewissen Wellenlänge. Diese Wellenlänge gibt dann quasi an, welche Farbe der Cyaninfarbstoff annehmen kann, in diesem Fall.
Der Potentialtopf (also das Modell) hat zwei Wände, welche doch bei diesem Molekül (dachte ich) die Stickstoffatome darstellen, oder nicht?
Wenn sich die Elektronen nun auch in den Benzolringen bewegen können, wo endet das ganze denn dann? ^^
Ich muss doch jetzt, um auch mal die Formel benutzen zu können, die LÄNGE des Potentialtopfes wissen. Dies könnte ich angeben, indem ich alle Bindungen zähle, von dem linken zum rechten Stickstoffatom! Das ginge....wenn ich nun den Benzolring miteinbeziehen soll, weiß ich überhaupt nicht mehr, welche Länge und welche Pi-Elektronen ich nun benötigen soll!
Zwischen den Stickstoffatomen sind 8 Pi-Elektronen vorhanden. Damit wird doch gerechnet, oder nicht? Also wozu denn jetzt die Benzolringe unbedingt miteinbeziehen?
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 15:29 Do 15.04.2010 | | Autor: | matux |
$MATUXTEXT(ueberfaellige_frage)
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 01:40 Sa 17.04.2010 | | Autor: | d3rd3vil |
Mhh nagut....dabei tut sich aber direkt die nächste Frage auf, es endet nicht :)
Es geht hier doch darum, quasi die Energie zu berechnen die benötigt wird, damit ein Elektron von dem einen in den nächsthöheren Energiezustand wechseln zu können. Bei 8 Pi-Elektronen z.B. von 4 auf 5!
Diese Energie können Photonen liefern, mit einer gewissen Wellenlänge. Diese Wellenlänge gibt dann quasi an, welche Farbe der Cyaninfarbstoff annehmen kann, in diesem Fall.
Der Potentialtopf (also das Modell) hat zwei Wände, welche doch bei diesem Molekül (dachte ich) die Stickstoffatome darstellen, oder nicht?
Wenn sich die Elektronen nun auch in den Benzolringen bewegen können, wo endet das ganze denn dann? ^^
Ich muss doch jetzt, um auch mal die Formel benutzen zu können, die LÄNGE des Potentialtopfes wissen. Dies könnte ich angeben, indem ich alle Bindungen zähle, von dem linken zum rechten Stickstoffatom! Das ginge....wenn ich nun den Benzolring miteinbeziehen soll, weiß ich überhaupt nicht mehr, welche Länge und welche Pi-Elektronen ich nun benötigen soll!
Zwischen den Stickstoffatomen sind 8 Pi-Elektronen vorhanden. Damit wird doch gerechnet, oder nicht? Also wozu denn jetzt die Benzolringe unbedingt miteinbeziehen?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 09:34 Sa 17.04.2010 | | Autor: | ONeill |
Hi!
> Es geht hier doch darum, quasi die Energie zu berechnen die
> benötigt wird, damit ein Elektron von dem einen in den
> nächsthöheren Energiezustand wechseln zu können. Bei 8
> Pi-Elektronen z.B. von 4 auf 5!
Ich würde Dir vorschlagen Dir aus der nächsten Bibliothek den Atkins auszuleihen, da gibt es mehrere Beispielaufgaben und eine fundierte Erklärung der Theorie.
> Diese Energie können Photonen liefern, mit einer gewissen
> Wellenlänge. Diese Wellenlänge gibt dann quasi an, welche
> Farbe der Cyaninfarbstoff annehmen kann, in diesem Fall.
![[ok]](/images/smileys/ok.gif "[ok]")
> Der Potentialtopf (also das Modell) hat zwei Wände, welche
> doch bei diesem Molekül (dachte ich) die Stickstoffatome
> darstellen, oder nicht?
Du betrachtest den Kasten zwischen den Stickstoffmolekülen. Im Benzolring können die auch [mm] \pi-Elektronen [/mm] auch lustig hin und her wandern, aber das ist dann ein aromat und kein aliphatisches System, da lassen sich die Energien dann auch berechnen, das wird aber dann auch nicht leichter und ist für die Oberstufe eh schon viel zu abgehoben.
> Wenn sich die Elektronen nun auch in den Benzolringen
> bewegen können, wo endet das ganze denn dann? ^^
>
> Ich muss doch jetzt, um auch mal die Formel benutzen zu
> können, die LÄNGE des Potentialtopfes wissen. Dies
> könnte ich angeben, indem ich alle Bindungen zähle, von
> dem linken zum rechten Stickstoffatom! Das ginge....wenn
> ich nun den Benzolring miteinbeziehen soll, weiß ich
> überhaupt nicht mehr, welche Länge und welche
> Pi-Elektronen ich nun benötigen soll!
Einfach nur Bindungen zählen!
Gruß Christian
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 20:23 Sa 17.04.2010 | | Autor: | d3rd3vil |
Gut, danke :)
Ich habe auch noch herausgefunden, dass diese Benzolringe als Bathochrome fungieren und die absorbierende Wellenlänge verändern. Wenn ich also jetzt keine Benzolringe hätte und das Farbstoffmolekül (sagen wir mal) Licht mit der Wellenlänge von 500nm absorbiert, dann würde es mit den Benzolringen Licht einer höheren Wellenlänge absorbieren, also so 550-650nm sagen wir mal. Ist das so richtig?
Dann würde ich dieses Phänomen aber auch nur erwähnen....
Die wirklich absorbierte Wellenlänge berechne ich also mit den Pi-Elektronen zwischen den Stickstoffatomen und der jeweiligen, nächsthöheren, unbesetzten Energiestufe quasi!
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(Antwort) fertig | | Datum: | 20:28 Sa 17.04.2010 | | Autor: | ONeill |
Hi!
> Dann würde ich dieses Phänomen aber auch nur
> erwähnen....
Richtig das würde ich auch nur streifen...
> Die wirklich absorbierte Wellenlänge berechne ich also
> mit den Pi-Elektronen zwischen den Stickstoffatomen und der
> jeweiligen, nächsthöheren, unbesetzten Energiestufe
> quasi!
Ja auf die kommt es hauptsächlich an.
Gruß Christian
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 18:07 Mi 28.04.2010 | | Autor: | d3rd3vil |
Hallo, da bin ich wieder :)
Ich habe noch einmal eine Frage :) Wie genau kann ich erklären, dass immer nur maximal 2 Elektronen pro Energiestufe vorzufinden sind? Wird das irgendwo mal plausibel erklärt?
Und zum Schluss sei noch gesagt, der Cyaninfarbstoff leuchtet in der Komplementärfarbe, richtig? Werden z.B. 700nm (rotes Licht) absorbiert, wird das restliche Licht reflektiert, die Komplementärfarbe (hier Blaugrün), ist das so korrekt?
Dann müsste ich jetzt nur noch diese 2 Elektronen pro Energiestufe gut und prägnant erklären können....
Danke schon mal, hoffentlich zum letzten Mal :)
Grüße
Max
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(Antwort) fertig | | Datum: | 18:33 Mi 28.04.2010 | | Autor: | leduart |
Hallo
elektronen sind sogenanntete Fermionen, das sind alle Teilchen mit spin 1/2, Fermi hat herausgefunden, dass diese Teilchen nie denselben Zustand haben können. d.h. wenn die energie gleich ist, muss der spin der 2 entgegengesetzt sien. und da der nur +1/2 und -1/2 sein kann gibts eben nur 2 im selben Energiezustand.
das weisst du wahrscheinlich auch vom wasserstoffatom?
gruss leduart
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 14:58 Sa 01.05.2010 | | Autor: | d3rd3vil |
Danke, das sollte dann erstmal reichen :)
Zum chemischen Bereich: an dem Cyaninfarbstoff, den ich hier bearbeite, befindet sich an den Stickstoffatomen jeweils eine Seitengruppe, Ethylreste (C2H5)!
Was haben die da für eine Aufgabe? Heißt es nicht, dass da nur C2H5 oder C3H7 oder C4H9 usw. sein kann, war da sowas? :)
Nur was genau bewirken die....sie stehen halt in Verbindung zu den Stickstoffatomen, was ja wichtig ist, da sonst das eine Atom nicht neutral, das andere nicht positiv wäre. Aber was machen die sonst noch?
Und was passiert, wenn da anstelle von C2H5 unter anderem C3H7 hängen würde?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 17:04 Sa 01.05.2010 | | Autor: | ONeill |
Hi!
Hast Du mittlerweile mal in den Atkins geschaut? Wie gesagt sind dort viele Deiner Fragen beschrieben...
> Zum chemischen Bereich: an dem Cyaninfarbstoff, den ich
> hier bearbeite, befindet sich an den Stickstoffatomen
> jeweils eine Seitengruppe, Ethylreste (C2H5)!
>
> Was haben die da für eine Aufgabe? Heißt es nicht, dass
> da nur C2H5 oder C3H7 oder C4H9 usw. sein kann, war da
> sowas? :)
>
> Nur was genau bewirken die....sie stehen halt in Verbindung
> zu den Stickstoffatomen, was ja wichtig ist, da sonst das
> eine Atom nicht neutral, das andere nicht positiv wäre.
> Aber was machen die sonst noch?
>
> Und was passiert, wenn da anstelle von C2H5 unter anderem
> C3H7 hängen würde?
Die haben keinen großen Einfluss auf Deine [mm] \pi-Elektronen, [/mm] es reicht, wenn Du Dich auf das Wesentliche bschränkst.
Gruß Chris
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 15:46 Sa 01.05.2010 | | Autor: | d3rd3vil |
@Oneill: Du sagtest, ich solle einfach die Länge der Bindungen zusammenzählen, was ich dann als Potentialtopflänge quasi nehmen kann.
Wie genau verlaufen diese Bindungen? Geht man hierbei vom Atomkern aus? Kann ich also einfach die Länge der Bindungen zusammenzählen, oder sollte ich noch, damit es genauer wird, die Durchmesser der jeweiligen Atome hinzunehmen? :)
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| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 17:00 Sa 01.05.2010 | | Autor: | ONeill |
Hi!
> @Oneill: Du sagtest, ich solle einfach die Länge der
> Bindungen zusammenzählen, was ich dann als
> Potentialtopflänge quasi nehmen kann.
> Wie genau verlaufen diese Bindungen? Geht man hierbei vom
> Atomkern aus? Kann ich also einfach die Länge der
> Bindungen zusammenzählen, oder sollte ich noch, damit es
> genauer wird, die Durchmesser der jeweiligen Atome
> hinzunehmen? :)
Wir haben bei solchen Aufgabe damals mit einer Länge von rund 140 pm gerechnet. Das sind abe eh alles nur Näherungen, von daher brauchst Du gar nicht soo genau rechnen.
Gruß Christian
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 17:09 Sa 01.05.2010 | | Autor: | d3rd3vil |
Mh alles klar, du hast bei deiner Rechnung aber als Ergebnis ca, 550nm bei k=1 angegeben. Wenn ich jetzt grob mit diesen Bindungslängen rechne, komme ich auf grob 850pm für die Gesamtlänge. Wenn ich mich nun nicht verrechnet habe (4. auf 5. Energiestufe), dann kämen da unter 300nm Wellenlänge raus, was ja im ultravioletten Bereich wäre. Wenn ich auf deine 550nm ca. kommen möchte, dann müsste ich als Länge ca. 1250pm oder so nehmen. Wie bist du denn auf die gekommen? ^^
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(Antwort) fertig | | Datum: | 17:30 Sa 01.05.2010 | | Autor: | ONeill |
Hi!
> Mh alles klar, du hast bei deiner Rechnung aber als
> Ergebnis ca, 550nm bei k=1 angegeben. Wenn ich jetzt grob
> mit diesen Bindungslängen rechne, komme ich auf grob 850pm
> für die Gesamtlänge. Wenn ich mich nun nicht verrechnet
> habe (4. auf 5. Energiestufe), dann kämen da unter 300nm
> Wellenlänge raus, was ja im ultravioletten Bereich wäre.
> Wenn ich auf deine 550nm ca. kommen möchte, dann müsste
> ich als Länge ca. 1250pm oder so nehmen. Wie bist du denn
> auf die gekommen? ^^
Dann würde ich mal vorschlagen, dass Du uns Deine Rechnung präsentierst und wir dann auf Fehlersuche gehen...
Gruß Christian
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 19:07 Sa 01.05.2010 | | Autor: | d3rd3vil |
Naja zuerst berechne ich die Energiedifferenz:
E=(h²/(8*9,11*10^-31kg*(853*10^-12m)^-2))*(5²-4²)
Da haben wir 7,46*10^-19J raus.
Dann für die Wellenlänge:
Lambda = (h*c)/7,46*10^-19J
Da komme ich dann eben auf 266nm!
So jetzt merke ich aber, dass man mit zwei Elektronen auf 533nm kommen würde! Man muss scheinbar ausrechnen, wieviel Energie benötigt wird, dass beide Elektronen von der 4. auf die 5. Energistufe angehoben werden können?
Auf diversen anderen Seiten stand, man rechnet mit einem Elektron...
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(Antwort) fertig | | Datum: | 12:52 So 02.05.2010 | | Autor: | ONeill |
Hi!
Da stimmt ja schon die Kastenlänge nicht, schau mal in das Protokoll was ich Dir geschickt habe, da sind auch Zwischenwerte angegeben.
Gruß Chris
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Mhh ja für k=1 gibst du 1,2nm an....das sind halt 1200pm, ich hab nur 850pm raus!
Dann müsstest du mir jetzt aber sagen, wie man auf die 1200pm kommt :) Wenn ich die Stickstoffatome als Barrieren nehme, dann hab ich doch 5 Kohlenstoff- und 2 Stickstoffatome. Nehmen wir halt mal pro Atom einen Durchmesser von 140pm, dann kämen wir auf eine Gesamtweg von 980pm, immernoch keine 1200pm! Also hast du einen längeren Weg für die Pi-Elektronen genommen? Warum?
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 17:02 Di 04.05.2010 | | Autor: | d3rd3vil |
Push :)
Bei k=2 wären es insgesamt 9 Atome, da würden die 1200pm doch gut passen! 9 * 140pm! Nur bei k=1 komme ich nicht über 1000pm!
Also entweder du hast da noch mehr Atome miteinbezogen (welche?), oder einen Fehler gemacht ^^
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| Status: |
(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 16:10 Sa 08.05.2010 | | Autor: | d3rd3vil |
Push bitte
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 14:20 Mo 17.05.2010 | | Autor: | matux |
$MATUXTEXT(ueberfaellige_frage)
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Es geht also scheinbar um diesen Bereich:
"Im Fall des in Abb.1 links dargestellten Farbstoffes sind 8 Pi-Elektronen vorhanden, also ist n=4 und m=5 bzw.
n=j+1 und m=j+2
wenn j die Anzahl konjugierter Doppelbindungen ist (in unserem Beispiel ist j=3)!
Am Ende dann:
Die Länge L lässt sich durch die Zahl j der konjugierten Doppelbindungen ausdrücken. Nehmen wir an, dass sich die Pi-Elektronen um eine Bindungslänge über die endständigen Atome in der konjugierten Kette erstrecken dann ist:
L = (2*j+2)*d0
(d0 = Länge einer C-C Bindung = 140pm)
Zuerst mal, wieso nehmen die einfach an, dass sich die Elektronen weiter nach hinten erstrecken? Wird einfach mal angenommen? Immer gut für ne Präsentation....
Nun hilft dieses L=(2*j+2)*d0 ja gar nicht! (2*3+2)*140pm = 1120pm! Was soll rauskommen? Ca. 1200pm!
Das gibts doch gar nicht :( Ich bitte um diese letzte Hilfe :) Morgen beende ich meine Präsentationsvorbereitungen quasi!
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 10:20 Fr 14.05.2010 | | Autor: | matux |
$MATUXTEXT(ueberfaellige_frage)
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 20:26 Mi 12.05.2010 | | Autor: | d3rd3vil |
Ok ich habs jetzt scheinbar endlich rausgefunden, mit Hilfe des Physikbuchs Metzler!
Dort heißt es, die Elektronen laufen zwar grob von Stickstoffatom zu Stickstoffatom, aber auch etwas darüber hinaus! Man kann also bei dem Cyaninfarbstoffmolekül mit 5 C-Atomen erstmal von einer von 140pm mal 5 ausgehen! Also 700nm! Zusätzlich addiert man dann nochmal grob 140pm dazu (2 mal, auf beiden Seiten), was man jedoch mit einem Faktor multipliziert, welcher von 1,5 bis 2,5 variieren kann. In diesem Fall, bei den Cyaninfarbstoffen, kann man gut ca. 1,8 als Faktor nehmen!
Man hat dann also als Länge grob:
a = 140pm * 5 + 2 * 140pm * 1,8!
Dann kommt man auf grob 1200pm und einer absorbierenden Wellenlänge von 530nm, was wohl stimmt :)
Ich danke trotzdem allen, hauptsächlich O'Neill, die mir bei diesen Problemen geholfen haben! Gott segne Euch :)
Gruß
Max
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