Состояния Ли-Кеслера

Рефераты по химии / Энтропия органических веществ при нормальных и повышенных давлениях / Состояния Ли-Кеслера
Страница 2

Одной из статистических поправок, которые необходимо учитывать при расчете энтропии вещества методом Бенсона, является поправка к вращательной энтропии на симметрию молекул. При этом полное число симметрии молекулы(total - общий) разбивают на два слагаемых:

* на число симметрии наружного вращения молекулы в целом -(наружное - external) и

* число симметрии вращающейся части молекулы или число симметрии внутреннего вращения (внутреннее - internal). Полное число симметрии () является произведением всех чисел симметрии молекулы:

. (2.7)

Число симметрии наружного вращения можно определить как число положений, которые может занимать жесткая многоатомная молекула (“жесткий ротатор”), совпадая при вращении со своей первоначальной конфигурацией.

Например, в двухатомных молекулах, состоящих из двух одинаковых атомов, последние могут поменяться местами при повороте молекулы на 180 градусов. Число симметрии наружного вращения таких молекул равно 2. Молекула CH4 представляет собой тетраэдр с атомами водорода в вершинах. Простым вращением молекулы вокруг каждой из связей “углерод-водород” можно получить 12 идентичных конфигураций, т.е. число симметрии наружного вращения молекулы метана равно 12.

Простой способ расчета числа симметрии для наружного вращения молекулы состоит в перемножении чисел, определяющих степень симметрии всех независимых осей, на количество этих осей. Так, для рассмотренной молекулы метана имеем четыре независимые оси третьего порядка, каждая из которых совпадает со связью С–Н

. Вокруг этих осей происходит вращение молекулы. Таким образом, число симметрии наружного вращения молекулы метана равно 12 (= 4·3 = 12). Молекула бензола имеет шесть осей второго порядка: три из них проходят через углеродные атомы, расположенные напротив друг друга

а три делят пополам углерод-углеродные связи. Все оси симметрии проходят через центр симметрии молекулы бензола. Таким образом, число симметрии наружного вращения молекулы бензола равно 12 (= 6·2 = 12).

Если часть молекулы способна вращаться относительно остальной ее части, то симметрия вращающейся части вносит дополнительные нефиксированные положения. Это приводит к необходимости введения второго числа симметрии - .

Так, полное число симметрии молекул нормальных алканов равно 18 (= = 2·9 = 18), где 2 - число симметрии наружного вращения молекулы по оси второго порядка, перпендикулярной основной цепи углерод-углеродных связей, а 9 - произведение чисел симметрии двух концевых метильных групп, каждая из которых имеет ось вращения третьего порядка.

Для молекул разветвленных углеводородов с количеством метильных групп, равным “n”, число симметрии внутреннего вращения составляет , а общее число симметрии будет равно и может принимать весьма большие значения. Например, для неопентана (2,2-диметилпропана) где 12 - число симметрии наружного вращения молекулы, 3 - ось симметрии третьего порядка в метильных группах, 4 - количество метильных групп в молекуле.

Страницы: 1 2 3 4

Информация о химии

Гульдберг (Guldberg), Като Максимилиан

Норвежский математик и физико-химик Като Максимилиан Гульдберг родился в Кристиания (ныне Осло, Норвегия). Окончил университет Кристиании. В 1859-1860 гг. преподавал математику в средней школе, в 1861 г. – в Королевской воен ...

Агрикола (Agricola), Георг

24 марта 1490 г. – 21 ноября 1555 г. Георг АгриколаНемецкий учёный в области горного дела и металлургии Георг Агрикола [настоящая фамилия Бауэр (Bauer); лат. agricola – земледелец, перевод немецкого слова Bauer] родил ...

Карле (Karle), Джером

Американский химик Джером Карле родился в Нью-Йорке, в семье Луиса Карле и Сэйди (Кан) Карфанкл. Он вырос в Бруклине и окончил там в 1933 г. среднюю школу Авраама Линкольна. Потом Карле учился в нью-йоркском Сити-колледже, где поз ...