⚛️ Struktura molekularna

Rozdzielenie Born-Oppenheimer

Rozdzielenie elektroniczne i nuklearne. V(R): powierzchnia powierzchowna energii potencjalnej. Struktura elektronowa stanu podstawowego.

Długości wiązań

C-C ~ 1,54 Å, C-H ~ 1,09 Å, O-H ~ 0,96 Å. Promieni cewkowych, hybridizacja.

Kąty wiązań

Tetraedryczne ~109°, trigonalny ~120°, liniowy 180°. Teoria VSEPR, geometria.

Struktura elektroniczna

Teoria MO, hybridizacja. HOMO, LUMO. Energie ionizacyjne, afinitet elektronowy.

🌊 Trybowe drgań

Oscylator harmoniczny

ν = (1/2π)·√(k/μ). Tryby normalne: symetria. 3N-6 (nienielinearny), 3N-5 (nieliniowy).

Spektroskopja infraredowa

Zakres 800-4000 см⁻¹. Obszar palce wskazującego. Grupy funkcjonalne. Zasada Beer'a: A = εlc.

Anharmoniczność

Potencjal Morse'a: V = D_e(1-e^(-a(r-rₑ)))². Podkreslonych drgań, kombinacyjne pasma, rezonans Fermiego.

Ramany

Rozpraszanie nienielinejne. Wybór symetrii. Komplementarna spektroskopja infraredowa. Zmiany polaryzowalności.

🔬 Spektry rotacyjne

Rygorystyczny rurecznik

E_J = J(J+1)ℏ²/(2I). Mikrowaves: jedynie rotacja. J = 0,1,2... liczba kwantowa.

Konstanta rotacji

B = ℏ²/(2I). Określenie długości wiązania. Podstawienie izotopiczne. Masa zmniejszona μ.

Zasady wyboru

ΔJ = ±1, ΔM_J = 0,±1. Wymagany moment dipolowy. Przerwy częstotliwościowe.

Statystyka jąder

Bosoniczne vs fermioniczne jądra. H₂: stosunki ortho-para. Podłączenie spinu jądra.

🔗 Siły międzylądunkowe

Van der Waals

Londonowska rozpraszanie: V ~ -C/r⁶. Prawie chwilowy dipol indukowany przez dipol. ~0,1-10 кДж/моль.

Dipol-dipol

V ~ -μ₁μ₂/(r³). trwałych dipole. ~1-50 кДж/моль. Zależność od aligmentu.

Gęstwowanie

Zagęszczanie cieczą, sólami. Energetyka gęstościowa. Optymalizacja odległości międzylądunkowej.

demo na żywo · powiązana symulacja● LIVE

🔗 Polimery

Konformacje łańcuchów

Taniec przypadkowy, guassowska witeczka. R_g ~ N^(3/5) dla dobrego roztworu, N^(1/2) dla Θ. Samo-unikanie.

Przejścia

Przejście do szklanki T_g, roztopienie T_m. Fazy krystaliczne i amorficzne. DSC.

Viskoelastyczność

Czasy relaksacji, moduły G' i G''. Zależność od częstotliwości.

Masa molowa

Dystrybucja M_n, M_w. Polydispersyjność M_w/M_n. Chromatografia wykluczenia masy, odbicie światłowodowe.

🔬 Spektroskopia elektryczna

UV-VIS

Przejścia elektroniczne: π→π*, n→π*. Chromofory, konjugacja. Zasada Beer'a.

Fluorescencja

Emitwacja S₁→S₀. Przesunięcie stoksa. Współczynnik ilościowy Φ. Czas trwałości τ ~ ns. FRET.

Fosforcencja

Emitwacja T₁→S₀. τ ~ ms-s. Zabronione spinowe, słabe. Zwiększone atomy ciężkie.

Fotokimia

Aktywacja, przeliterowanie energii, przeliterowanie elektryczne. Współczynniki ilościowe, mekanizmy.

📊 Grafiki i diagramy

Potencjał morse'a

V(r) dla vibracji:

Anharmonizm: asymetrię, nadtoni.

Morze: realistyczny potencjał wiązania.

Spektrum rotacyjne

Roz=Value J:

Prawo czystej rotacji: ΔJ=±1. Stała spektroskopiczna B.

V(r) = D_e(1 - e^(-a(r-rₑ)))² V_harmonic ≈ k(r-rₑ)²/2 а ≈ 0.1-1 Å⁻¹ Dissociation D_e

🧪 Praktyczne przykłady

Przykład 1: Molekula wody

O-H ~ 0,96 Å, kąt ~104°. Wędrówka jonowa: siła lustrzana. Struktura lodu, właściwości ciekłego.

Przykład 2: Molekula CO₂

Liniowa: O=C=O. Przewodzenie symetryczne ν₁ (Raman), przewodzenie asymetryczne ν₃ (IR). Gaz domniemany.

Przykład 3: Heliks DNA

Wędrówka jonowa: pary A-T, G-C. Stabilność dwuwatkowej heliksy. Temperatura rozpuszczania Tm.

Przykład 4: Polietylen

-(CH₂-CH₂)_n-. Tg ~ -120°C, Tm ~ 130°C. Kristalizowany, amorficzny. Rozkład Mw.

Molekule: dynamika i spektroskopja

Spróbuj to na żywo

Wszystko powyżej działa w Twojej przeglądarce — otwórz SPH Fluid i zmieniaj parametry podczas jego działania. Nie ma potrzeby instalowania niczego ani przesyłania danych, cała modelowanie istnieje w jednym okienku.

Wypróbuj na żywo

Wszystko powyżej działa bezpośrednio w Twojej przeglądarce — otwórz SPH Fluid i zmieniaj parametry podczas działania. Nic nie jest instalowane ani przesyłane na serwer, cały model działa w jednej karcie.

▶ Otwórz symulację SPH Fluid

Fizyka molekularna i międzymolekularne siły