일반화학실험 A 결정장 실험 레포트

목차

1. 실험 원리
2. 시약 및 기구
3. 실험 방법
4. 결과
5. 고찰
6. 참고문헌

본문내용

4. 실험 원리
1) 물질의 색, 빛의 색
물질의 색은 그 물질의 분자 오비탈(molecular orbital, 원자나 단원자 이온의 경우에는 원자 오비탈), 그리고 전자 배치(electron configuration)와 밀접한 관계가 있다. 바닥 상태(ground state, 바닥 상태 전자 배치를 한 상태)에 있는 물질은 빛을 흡수하여 들뜬 상태(excited state, 들뜬 상태 전자 배치를 한 상태)로 전이할 수 있는데, 이때 흡수한 빛이 가시광선일 때 물질은 색을 띠게 된다. 물질이 흡수한 빛의 색과 우리 눈에 보이는 물질의 색은 서로 보색 관계에 있다.
Ex) 자홍색 물감의 경우 물감 분자의 바닥 상태와 들뜬 상태 사이의 에너지 차이가 녹색빛(파장 540nm) 정도이기 때문에 물감 분자가 녹색빛을 흡수하여 물감이 보색인 자홍색을 띠게 됨.

2) 결정장 이론
어떤 원자에서 5개의 d 오비탈은 에너지 준위가 같아 5중 축퇴(degenerate)되어 있는 상태이다. 이러한 축퇴는 하나의 원자(또는 단원자 이온)가 홀로 존재할 때(자유 원자, free atom : 주변에 아무것도 없는 하나의 원자) 발생한다. 대부분의 물질에서 자유 원자 상태로 있는 경우는 거의 없고 주변에 다른 원자가 존재한다. 따라서 원자의 성격은 주변의 영향을 받게 되며 원자의 d 오비탈도 주변의 영향을 받아 축퇴되어 있는 상태가 깨지게 된다.

<중 략>

3) 고찰 2에서 파장에 따른 빛의 색과 용액의 색을 비교해 보았을 때 차이가 있음을 알 수 있었다. 이는 먼저 그래프에서 볼 수 있듯이 흡광도가 높게 나타나는 부분이 두 군데 있었지만 결과에는 흡광도가 최대로 나타나는 부분만 처리하였다. 만약 나머지 부분도 고려한다면 흡수 파장에 따른 빛의 색이 서로 섞여 용액의 색이 나올 것이라고 생각한다. 또한 처음에 용액의 색을 관찰할 때 자연광과 조명의 차이가 있었고 결과 1에서 볼 수 있듯이 카메라로 찍었을 때도 실제 눈으로 관찰하는 것과 다르게 나타났다. 따라서 관찰자의 차이도 하나의 원인이라고 생각한다.

참고 자료

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