Влияние температуры на длинну связи.

обсуждение вопросов физической химии и химической физики
phisycal chemistry and chemical physics discussions for professionals
Ответить
Аватара пользователя
Fr франций
Сообщения: 27
Зарегистрирован: Ср фев 22, 2017 5:37 pm

Влияние температуры на длинну связи.

Сообщение Fr франций » Вс июл 08, 2018 9:31 pm

Здравствуйте! Подскажите пожалуйста, есть ли какие-нибудь уравнения, которые описывают зависимость длинны хим связи от температуры?

Sovetnik
Сообщения: 1749
Зарегистрирован: Пн окт 24, 2005 12:00 pm

Re: Влияние температуры на длинну связи.

Сообщение Sovetnik » Вс июл 08, 2018 10:10 pm

Наверное, изменение длины связи будет пропорционально температурному коэффициенту линейного расширения вещества.
Находит тот, кто ищет не там.

Аватара пользователя
Гесс
Сообщения: 10690
Зарегистрирован: Ср фев 15, 2012 11:19 pm

Re: Влияние температуры на длинну связи.

Сообщение Гесс » Вс июл 08, 2018 10:14 pm

Существует оптимальное, идеализированное расстояние между атомами, которое либо моделируется либо будет иметь место при абсолютном нуле. И существует усредненное по времени положение зависящее от колебаний атомов и соответственно от температуры.
С таким вопросом лучше к структурщикам в физхимию. Перенести?

Аватара пользователя
Fr франций
Сообщения: 27
Зарегистрирован: Ср фев 22, 2017 5:37 pm

Re: Влияние температуры на длинну связи.

Сообщение Fr франций » Вс июл 08, 2018 10:26 pm

Давайте. Буду благодарен.

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 10471
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Влияние температуры на длинну связи.

Сообщение avor » Пн июл 09, 2018 1:31 pm

Длины связи как таковой не существует. Потому что атомы в молекуле подвержены тепловым колебаниям. Если взять статистически большое количество молекул, то мы получим некое статистическое распределение молекул по энергиям теплового колебания. Если принять что длина связи есть некая средняя величина вокруг, которой совершают колебания два атома в молекуле, то в зависимости от тепловой энергии системы мы получим некое статистическое распределение молекул по разными длинами связей, зависящих от конкретной тепловой колебательной энергии молекулы.
Если мы взглянем на классическую кривую зависимости потенциальной энергии хим связи от расстояния между атомами (см. внизу),то мы можем наверное попытаться с использованием распределения больцмана по энергиям в зависимости от температуры получить для конкретной молекулы и конкретной температуры статистическое распределение среднего расстояния в молекуле от температуры. При этом надо еще учитывать, что колебательные уровни квантуются по энергии. Ключевым для такого подхода, как видно, является функция зависимости потенциальной энергии от расстояния между атомами для молекулы. Насколько я понимаю либо ее определяют экспериментально, либо рассчитывают квантово-химически, либо используют апроксимацию Морзе(потенциал Морзе), в которой основным параметром все равно является значение энергии связи(глубина потенциальной ямы), которая либо экспериментальная, либо квантово-химически расчетная.
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.

Аватара пользователя
Гесс
Сообщения: 10690
Зарегистрирован: Ср фев 15, 2012 11:19 pm

Re: Влияние температуры на длинну связи.

Сообщение Гесс » Пн июл 09, 2018 2:29 pm

в связи с этим кстати наблюдается занятный типа парадокс - скажем для молекулы CS2 среднее расстояние между атомами серы будет уменьшаться при нагревании (хотя связи C-S и будут удлиняться).

Аватара пользователя
madschumacher
Сообщения: 688
Зарегистрирован: Ср авг 05, 2015 4:30 pm

Re: Влияние температуры на длинну связи.

Сообщение madschumacher » Пн июл 09, 2018 3:02 pm

avor писал(а):
Пн июл 09, 2018 1:31 pm
Длины связи как таковой не существует.
Как раз наоборот: существует множество различных определений длины связи, которые отличаются способом расчёта/измерения, но которые вполне согласованы и скоррелированы между собой. Если интересует температурная зависимость, то очевидно интересует нечто типа rg = <r> (среднее значение длины связи при соответствующей температуре).
Простейшую оценку можно дать из одномерной модели. Предположим, что потенциал колебания вдоль длины связей для атомов с массами m1 и m2:
Изображение
В гармоническом приближении длина связи будет равна равновесной (re), т.к. этот потенциал симметричен. Поэтому изменение длины с температурой можно увидеть только в 1м порядке теории возмущений, тогда длина связи будет иметь вид:
Изображение,
где частота и приведённая масса даются соотношениями:
Изображение, а l -- термическая амплитуда гармонического колебания.

Конечно, можно и другие модели делать, но тот же потенциал Морзе не даст аналитической формулы. Проще, конечно, считать изменения численно. Температурно-зависимые параметры можно увидеть в дифракционных методах (т.е. рентгенография, электронография, нейтронография), и косвенно в магнитно-резонансных (в первую очередь ЯМР, во вторую очередь -- в ЭПР).
И да узрел Охламон, что сие есть круть несусветная!

Ответить

Вернуться в «физическая химия / physical chemistry»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 4 гостя