물리화학실험-Particle in a box 결과보고서

목차

1. 실험결과
2. 고찰

본문내용

이번 실험은 색을 띠는 몇몇 dye molecule을 methanol에 녹여 만든 용액의 UV-vis 스펙트럼을 측정하여 증가하는 사슬의 길이에 따라 나타나는 최대 흡수 파장()을 관찰하여 양자역학적 에너지와 파동함수를 통해 particle in a box와 연관성을 기술한다.
흡수 스펙트럼은 분자가 전자기 복사선(EMR)을 흡수하여 바닥 상태(ground state)에서 들뜬 상태(excited)로 전자가 이동하였다가 다시 바닥 상태로 돌아오는 과정에서 방출되는 빛의 측정하여 분자가 흡수한 빛의 에너지를 분석하는 것이다. 이러한 흡수 스펙트럼의 특성을 이용하여 이번에 시료로 이용하는 Cyanine dye 화합물이 흡수하는 복사선의 영역과 최대 흡광도를 나타내는 최대 흡수 파장을 통해 화합물이 흡수하는 빛의 에너지를 분석할 수 있다.
Cyanine dye molecule에서 양 끝에 존재하는 질소를 전자가 넘어갈 수 없는 에너지 장벽(V=)이라 두고, 이 두 장벽 사이에 존재하는 컨쥬게이션 사슬(V=0)에서만 전자가 자유롭게 움직일 수 있는 하나의 1차원 particle in a box로 여길 수 있다. 이때 이 결합 전자들의 자리옮김은 전기적 흡수를 가시광선 영역대로 바꾸어 가시광선 영역에서만 흡수 peak이 전부 나타나며, Cyanine dye molecule은 겉보기에 나타내어지는 시료 색과 보색 관계에 해당하는 가시광선을 흡수한다. 전자의 자리옮김에 의해 나타나는 최대 흡수 파장()과 최대 흡광도는 콘쥬게이션 시스템의 길이에 따라 증가하는 성향을 보인다. 전자의 transition은 전자의 에너지 레벨에서 전자가 채워져 있는 HOMO에서 비어있는 LUMO로 이동하면서 일어난다.

참고 자료

없음