2-01. Das Ethen-Molekül. Perspektivische Darstellung des Ethen-Moleküls.

Ähnliche Dokumente
Spektroskopie-Seminar SS UV-Vis-Spektroskopie. UV-Vis-Spektroskopie

Farbigkeit und Theorien

Übungen zur Vorlesung Physikalische Chemie II Lösungsvorschlag zu Blatt 5

Valenz-Bindungstheorie H 2 : s Ueberlappung von Atomorbitalen s-bindung: 2 Elektronen in einem Orbital zylindrischer Symmetrie

Spektroskopische Methoden

2 Grundlagen der Photochemie

Farbstoffe Einleitung

ORGANISCHE CHEMIE 1. Stoff der 16. Vorlesung: Hybridisierung, Hückel-MO...

Orbitalmodell SPF BCH am

Günter Baars E-Lern- und Lehrmedium: Quantenchemie und Chemie farbiger Stoffe Modul: Quantenchemie und organische farbige Stoffe Übungen mit Lösungen

Wechselwirkung zwischen Licht und chemischen Verbindungen

Arbeitsblatt Wie entstehen Farben?

(2.65 ev), da sich die beiden Elektronen gegenseitig abstossen.

Organische Chemie. Kapitel 1. Organic Chemistry 4 th Edition Paula Yurkanis Bruice. Organische Verbindungen enthalten Kohlenstoff

Chemische Bindungen Atombindung

Prof. Christoffers, Vorlesung Organische Chemie für Verfahrensingenieure, Umweltschutztechniker und Werkstoffwissenschaftler

LMPG 2, ÜB21, Molekülbau & UV/VIS-Absorption LÖSUNG 1 von 11

Gruppentheorie ERNST MORITZ ARNDT UNIVERSITÄT GREIFSWALD. Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät INSTITUT FÜR BIOCHEMIE

Bilder Ton Zeit [s] Vorspann

4.2.2.Das Wasserstoff-Molekül H 2 Vergleich der Wellenfunktionen für antiparallele Spinkonfiguration

Theorie der Farbigkeit

4.2 Metallkristalle Bindungsverhältnisse

Basiswissen Chemie. Vorkurs des MINTroduce-Projekts

Das Lewis-Modell zur Erklärung kovalenter Bindungen

Vom Atom zum Molekül

Bindungen: Kräfte, die Atome zusammenhalten, Bindungsenergie,

Elektronenspektroskopie

5. Elektronen- und Rotations- Spektren von Molekülen

Farbigkeit bei Molekülen Fluoreszenz Phosphoreszenz


Allotrope Kohlenstoffmodifikationen. Ein Vortrag von Patrick Knicknie. Datum: Raum:112

Bindungskonzepte in der. Organischen Chemie. 1.1 Hybridisierung

CHE 172.1: Organische Chemie für die Life Sciences

2 Die Atombindung im Wasserstoff-Molekül

Das Spektrum elektromagnetischer Strahlung

Zusammenhang zwischen Farbe, Wellenlänge, Frequenz und Energie des sichtbaren Spektrums

Einführung in die Biophysik - Übungsblatt 8

5 Mehrelektronensysteme

Supramolekulare Chemie: zwischenmolekulare Wechselwirkungen molekulare Erkennung. Pflanzenschutz. Organische Synthese.

Spektroskopie-Seminar SS Infrarot-Spektroskopie. Infrarot-Spektroskopie

Kontrollaufgaben zur Optik

C. AMORPHE UND ORGANISCHE HALBLEITER

Experiment: Synthese von Gold-Nanopartikeln (Klasse 9)

Oktett-Theorie von Lewis

Werkstoffe der Elektrotechnik im Studiengang Elektrotechnik

3-01. Triphenylmethan

Lichtabsorption. Handout zum Vortrag am REFERAT BIOLOGIE LEISTUNGSKURS. 11 Februar 2007 Verfasst von: Daniela Luxem

Chemische Bindung zweiatomiger Moleküle

Periodensystem, elektromagnetische Spektren, Atombau, Orbitale

Organische Leuchtdioden: Licht aus Molekülen

Günter Baars E-Lern- und Lehrmedium: Quantenchemie und Chemie farbiger Stoffe Modul: Quantenchemie und Pigmente Übungen mit Lösungen

Gymnasium / Realschule. Atomphysik 2. Klasse / G8. Aufnahme und Abgabe von Energie (Licht)

Spektroskopie im sichtbaren und UV-Bereich

Die elektrophile Addition

Erläutere den CO 2 -Nachweis. Definiere den Begriff exotherme Reaktion und zeichne ein passendes Energiediagramm. Grundwissenskatalog Chemie 8 NTG

Atombau, Elektronenkonfiguration und das Orbitalmodell:

Grundlagen der Chemie Allgemeine Chemie Teil 2

Übungsaufgaben zur Vorlesung Chemie für Biologen, WS 2005/2006

F R A U N H O F E R - I N S T I T U T F Ü R P H O T O N I S C H E M I K R O S Y S T E M E I P M S GLOSSAR ORGANISCHE PHOTOVOLTAIK

Grundlagen der Quantentheorie

UV-Vis Spektroskopie. Praktikum Analytische Chemie I (WS 2013/14)

2 Einführung in Licht und Farbe

Die Silizium - Solarzelle

Seminar: Photometrie

Einführung in die Photochemie

Versuchsprotokoll. ph-abhängigkeit der Getränkefarben

Grundlagen des Farbensehens

Aromatische Kohlenwasserstoffe

Die Natriumlinie. und Absorption, Emission, Dispersion, Spektren, Resonanz Fluoreszenz, Lumineszenz

7. Übungsaufgabe: Angeregte Zustände und Dissoziation

4. Die Bedeutung der Endgruppen am Beispiel der Phenylpolyenale und ihrer Farbsalze

Organische Chemie I Molekül der Woche - Azulen

Fluoreszenz. Abb. 1: Möglicher Versuchsaufbau

Wiederholung der letzten Vorlesungsstunde: Thema: Chemische Bindungen II

Quantenphysik in der Sekundarstufe I

UV/VIS-Spektroskopie

c = Ausbreitungsgeschwindigkeit (2, m/s) λ = Wellenlänge (m) ν = Frequenz (Hz, s -1 )

Wellenlängen bei Strahlungsmessungen. im Gebiet der Meteorologie nm nm

Chemie für Biologen SS Georg Jansen AG Theoretische Organische Chemie Universität Duisburg Essen. (Teil 11: Alkine / Polyene / Aromaten)

Grundtypen der Bindung. Grundtypen chemischer Bindung. Oktettregel. A.8.1. Atombindung

Übungen zu den Kapiteln Ungesättigte und aromatische Kohlenwasserstoffe. 1. Wie lauten die allgemeinen Formeln für ungesättigte Kohlenwasserstoffe mit

Broschüre-Licht und Farbe

3 Mehrelektronensysteme

Das Wasserstoffatom Energiestufen im Atom

Atommodelle und Periodensystem

In den grünen Pflanzenteilen, genauer gesagt in bestimmten Organellen der Pflanzenzellen, den

Die Hückel-Theorie (HMO)

Chemistry Department Cologne University. Photochemie 1 PC 2 SS Chemistry Department Cologne University. Photochemie

Chemie II. Vorlesung: Mo Uhr, HPT C103 Übungen: Mo Uhr, HCI H2.1, HCI J4

Optische Eigenschaften fester Stoffe. Licht im neuen Licht Dez 2015

OC 4 Aromaten / Heterocyclen. Aromatizität 1

Elektronenspektren Organischer Verbindungen (Vollhardt, 3. Aufl., S , 4. Aufl. S ; Hart, S ; Buddrus, S , S.

1. Umlagerung von Azobenzen Speicherung von Energie

Ausarbeitung zum Theoretischen Seminar

Übungen zur VL Chemie für Biologen und Humanbiologen Lösung Übung 3

Klausur Bachelorstudiengang Prüfung Modul Physikalische Chemie und Thermodynamik. Teil 1: Physikalische Chemie

Physikalische Chemie 0 Klausur, 22. Oktober 2011

Ziegler Natta Katalysatoren. Dennis Weber

3. Organische Reaktionen - Einordung nach Mechanismen. Alkene : Kohlenwasserstoffe mit Doppelbindungen.

Flüssigkristall Display

Transkript:

Das Ethen-Molekül 2-01 Perspektivische Darstellung des Ethen-Moleküls. Rot: Sigma-Bindungen σ mit je zwei Bindungselektronen Blau: pz-orbitale mit je einem Elektron Die C-Atome sind sp 2 -hybridisiert, daher ist das Ethen-Molekül planar, alle sechs Atome liegen in einer Ebene. Durch (schwache) Überlappung der beiden pz-orbitale entsteht die s-bindung.

Bindendes MO des Ethens 2-02 Perspektivische Darstellung des bindenden Molekülorbitals (MO) des Ethen-Moleküls. Die Orbitallappen der beiden p-orbitale sind in der gleichen Richtung orientiert. Eine Überlappung der beiden p-orbitale liefert daher ein bindendes π-molekülorbital (MO). In diesem bindenden MO halten sich normalerweise die beiden π-elektronen auf.

Anti-bindendes MO des Ethens 2-03 Perspektivische Darstellung des anti-bindenden Molekülorbitals (MO) des Ethen-Moleküls. Die Orbitallappen der beiden p-orbitale sind nicht in der gleichen Richtung orientiert. Eine Überlappung der beiden p-orbitale liefert daher ein anti-bindendes π*-molekülorbital (MO). In diesem anti-bindenden MO halten sich normalerweise keine π-elektronen auf.

Die MOs des Ethens 2-04 Energie pz / pz Energiediagramm der beiden MOs des Ethens. Normalerweise ist das energieärmere bindende π-orbital mit zwei Elektronen besetzt, während das energiereichere anti-bindende π*-orbital unbesetzt ist.

Absorption von UV-Licht 2-05 Energie UV-Licht Energiediagramm der beiden MOs des Ethens. Durch UV-Licht kann eines der beiden Elektronen angeregt werden, in das π*-orbital zu springen. Die bindende Wirkung des π -Orbitals wird durch das besetzte π*-orbital aufgehoben. Durch die UV-Absorption wird die π-bindung somit gespalten.

Das Butadien-Molekül 2-06 Perspektivische Darstellung des Butadien-Moleküls. Rot: Sigma-Bindungen mit je 2 Bindungselektronen Blau: pz-orbitale mit je 1 Elektron Alle vier C-Atome sind sp 2 -hybridisiert, daher ist das Butadien-Molekül planar, alle zehn Atome liegen in einer Ebene. Durch Überlappung der C1- und C2- sowie der C3- und C4-pz-Orbitale entstehen zwei π-bindungen. Allerdings überlappen auch die C2 und C3-pz-Orbitale, so dass die vier π-elektronen über die vier C-Atome delokalisiert sind.

Die MOs des Butadiens 2-07 Energiediagramm der vier MOs des Butadiens. Die vier p-orbitale können zu vier MOs kombiniert werden, zwei bindenden π- und zwei anti-bindenden π*-orbitalen. Normalerweise sind nur die beiden bindenden MOs mit vier π-elektronen besetzt.

UV-Absorption beim Butadien 2-08 Lowest Unoccupied Molecular Orbital LUMO Highest Occupied Molecular Orbital HOMO Energiediagramm der vier MOs des Butadiens Durch UV-Licht von 217 nm kann eines der beiden HOMO-Elektronen angeregt werden, in das LUMO zu springen.

UV-Absorption beim Hexatrien 2-09 LUMO HOMO Energiediagramm der sechs MOs des Hexatriens Durch UV-Licht von 258 nm kann eines der beiden HOMO-Elektronen angeregt werden, in das LUMO zu springen.

2-10 Absorption C6- bis C10-Polyenen Energiediagramm der MOs des Hexatriens sowie der beiden folgenden Polyene mit 8 und 10 C-Atomen. Die Anzahl der π-mos nimmt mit jedem sp 2 -hybridisierten C-Atom zu. Der Abstand zwischen dem HOMO und dem LUMO wird daher immer geringer. Das für den Übergang HOMO - LUMO notwendige Licht ist somit immer energieärmer und langwelliger. Bei 9 konjugierten Doppelbindungen (also 18 sp 2 -hybridisierten C-Atomen) wird zum ersten Mal sichtbares Licht absorbiert.

Polyene 2-11 180 nm 227 nm 299 nm 382 nm 432 nm 473 nm 520 nm Aufgaben: Erläutern Sie die Abbildung. Stellen Sie graphisch dar, wie die absorbierte Wellenlänge von der Zahl der konjugierten Doppelbindungen abhängt.

Polyene 2-12 Dieses Polyen hat ein relativ kleines System aus nur 4 konjugierten Doppelbindungen. Der Energieunterschied zwischen HOMO und LU- MO ist recht groß, daher ist energiereiches UV-Licht notwendig, um ein Elektron anzuregen. Wenn UV-Licht absorbiert wird, erscheint das Polyen farblos. Dieses Polyen hat ein größeres System aus 10 konjugierten Doppelbindungen. Der Energieunterschied zwischen HOMO und LUMO ist recht klein, daher reicht schon blaues Licht für den HOMO-LUMO- Übergang aus. Durch die Absorption von blauem Licht erscheint das Polyen gelb. Allgemein gilt: Je größer das System der konjugierten Doppelbindungen, desto geringer ist der HOMO-LUMO-Abstand, und desto langwelliger ist das für die Anregung notwendige Licht.

Polyene 2-13

Carotinoide 2-14 Das ß-Carotin-Molekül ist symmetrisch aufgebaut. Es besitzt 12 konjugierte Doppelbindungen und absorbiert blaues Licht. Daher erscheint ß-Carotin orangerot. In der Natur kommen ca. 600 Farbstoffe mit ähnlicher Struktur vor, sie werden zur Gruppe der Carotinoide zusammengefasst. Viele Früchte und Beeren enthalten Carotinoide, aber auch in den grünen Blättern sind sie enthalten. Bestimmte Carotinoide schützen die Pflanzen vor UV-Licht, in dem sie dieses absorbieren. Einige Carotinoide werden vom menschlichen Körper zur Produktion des Sehfarbstoffs Retinal benötigt. Sie müssen mit der Nahrung als Vitamin A aufgenommen werden.