Otázka:
Jak dochází k překlápění triplet karbenů?
RBW
2016-04-27 23:34:17 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Níže je uvedena stránka z Clayden Organic Chemistry 2ed.

enter image description here

Jak a proč skutečně dochází k převrácení rotace během srážky s molekulami rozpouštědla?

„Jak“ nemá správnou odpověď, protože v kvantové fyzice neexistuje dobrý způsob, jak popsat interakci dvou systémů, ale pouze jednoho systému. A pro jeden systém nemá otázka žádnou odpověď. „Proč“ má odpověď: je to proto, že spin flip vyžaduje spotřebu / uvolnění energie, která musí jít někam / odněkud.
Platí zde stejné faktory, které uvolňují zakázané singlet-tripletové spektroskopické přechody. Viz [this] (http://chemistry.stackexchange.com/questions/16091/why-are-dd-electronic-transitions-forbidden-and-weakly-absorbs-why-do-they-o/16102#16102) dříve odpověď na nějakou diskusi na toto téma.
Mohl byste napsat odpověď?
Jeden odpovědět:
porphyrin
2016-06-28 02:46:36 UTC
view on stackexchange narkive permalink

V těchto reakcích nepozorujete optické přechody mezi singletem a triplety, ale interkonverzi stavu tripletů do singletů v soutěži s rotací části molekuly. Pouze v singletu může být vytvořena vazba, protože každý elektron má jedinečnou sadu kvantových čísel. Protože nejsou zapojeny žádné fotony, je nutné, aby se hladiny tripletů a singletů účinně vyrovnaly v energii, než může dojít k přechodu. K tomu tedy musí dojít k nějakému rušení, které se musí přizpůsobit jedné jednotce změny momentu hybnosti, rozdílu mezi singlety a triplety.
Může být užitečné vizualizovat singletové trojčata & pomocí vektorového modelu. Toto je uvedeno níže. Šipky ukazují vektory rotace dvou elektronů ve stavu tripletů a singletů.
spins

Stav tripletů odpovídá třem obrázkům vlevo a singletu vpravo. Pokud se podíváte na triplet s $ m_s = 0 $, uvidíte, že k jeho převodu na singlet stačí pouze fázování točení z paralelního na antiparalelní.
Ve studovaných diradikálech jsou elektrony od sebe dost vzdálené, takže jejich interakce je slabá a rozdíl v energii mezi singletem a tripletem malý. To znamená, že pouze malá porucha může způsobit přechod mezi úrovněmi. To může být například produkováno vnějším magnetickým polem, které zvyšuje a snižuje různé podúrovně tripletové energie a dosahuje tak energii singletu. Blízká molekula rozpouštědla může produkovat tuto poruchu energie, protože má také elektrony a bude se rozptylovat rotací a translačním pohybem, tj. Produkovat časově a prostorově se měnící magnetické pole.
Podobně diradikál rotuje s pohybem celého těla stejně jako jeho segmenty, a přitom představuje odlišnou orientaci elektronů na magnetické pole Země, což může také vyvolat změny energetických hladin a křížení tripletů a singletů. Tyto interakce budou také muset zahrnovat orbitální moment hybnosti.
Časová stupnice pro rotaci bude sub-nanosekundová (ve většině běžných mobilních rozpouštědel), ale jen příležitostně dojde k narušení současně s tím, jak jsou skupiny proximální, protože segmentová rotační difúze je bude hlavně udržovat oddělené a nízká frekvence poruch dostatečné velikosti a právě zmíněný geometrický požadavek pravděpodobně zpomalí reakce.

Jak to odpovídá na otázku týkající se molekul rozpouštědla?
jak jsem zmínil, protože molekula rozpouštědla obsahuje elektrony, má při pohybu slabé magnetické pole, což může způsobit otočení rotace.
také jsem zapomněl zmínit, že (a) těžké atomy v rozpouštědle, jako je plyn Xe, I $ ^ - $ nebo jako jodové rozpouštědlo, způsobí interakci spin-orbit. Chlorovaná rozpouštědla to také učiní, ale v menší míře. (b) Rozpouštědlo také vzájemně zprostředkovává interakci díky své dielektrické konstantě, čím větší je, tím menší je interakce. (c) Jak se karben v roztoku rozpadá, prořezává magnetické pole Země, a tak účinně zažívá náhodné pole, což také vyvolá přechody.


Tyto otázky a odpovědi byly automaticky přeloženy z anglického jazyka.Původní obsah je k dispozici na webu stackexchange, za který děkujeme za licenci cc by-sa 3.0, pod kterou je distribuován.
Loading...