PS2018 Přírodovědecká fakulta MU - Ústav chemie
Seminární cvičení     C4040 Pokročilá fyzikální chemie -č. VII seminář
KVANTOVÁ MECHANIKA - ÚVOD
Důležité konstanty: c = 2.99792458-i08 m s-1, h = 6.62608-10 34 J s, JVa = 6.022i4*io23 moh1, mé = g.1094-10-31 kg, e = i.6o22-io_19 C, Ru = 10973731.568508 m S Ry = 2.1799-10-18 J = 13.6 eV.
Úkol č. 1
Nakreslete a popište spektrum elektromagnetického záření. Pokuste se přiřadit typy spektroskopií k jednotlivým oblastem vlnových délek.
Úkol č. 2
Určete vlnovou délku záření o frekvenci 2.5 MHz. Vjaké oblasti spektra elektromagnetického záření se pohybujeme? [119.92 m]
Úkol č. 3
Jakou energii přenáší 5 molů fotonů elektromagnetického záření o vlnové délce 10 cm? [5.98 J]
Úkol č. 4
Jaká musí být frekvence fotonu, aby jeho energie způsobila rozbití vazby 1 molekuly CI2? Vazebná energie molekuly CI2 činí 247.2 kJ mol-1 [6.1950* ío1* Hz]
Úkol č. 5
Roztok síranu meďnatého absorboval záření o energii 2.1014 eV. Kolik je to v J? Při jaké vlnové délce k této absorpci došlo a jak se nám bude roztok barevně jevit? [590 nm]
Stránka 1 z 3
PS2018 Přírodovědecká fakulta MU — Ústav chemie
Seminární cvičení     C4040 Pokročilá fyzikální chemie -č. VII seminář
Úkol č. 6
Jaká je základní energie elektronu v jednorozměrné potenciálové jámě (nekonečně hluboké) o rozměru 1 m a v jámě velikosti rozměru atomu, který činí 9.6957 Ä? [pro 1 m: 3.76'io_19 eV, pro rozměr jádra: 0.3999 e V]
Úkol č. 7
Vypočtěte vlnovou délku [v nm] záření absorbovaného při přechodu HOMO-LUMO v molekule a) ethenu, b) buta-i,3-dienu, c) hexa-i,3,5-trienu a vlnovou funkci aproximujte funkcemi pro částici v jáme o velikosti 1.5 Ä pro ethen, 6.5 Ä pro buta-1,3-dien a 9.5 Ä pro hexa-i,3,5-trienu. Jednotlivé situace znázorněte pomocí obrázků. Jaké trendy v rámci vlnových délek a energií můžeme pozorovat s rostoucím řetězcem? [a) 24.7 nm, b) 278.6 nm, c) 425.1 nm]
Úkol č. 8
Johann Jakob Balmer v roce 1885 publikoval matematickou studii, ve které zanalyzoval 4 spektrální čáry atomu vodíku (A = 6562.1; 4860.74; 4340.1; 4101.2 Ä), které pozoroval Anders Ängstrom. Jedná se o přechody na druhou nejnižší energetickou hladinu. Jaká by z těchto dat vyšla konstanta, kterou dnes nazýváme Rydbergova konstanta pro vodík? [10 972 200 m_1]
Úkol č. 9
Jaké nejkratší (tj. n2 = °°) a nejdelší vlnové délky lze očekávat, že budou pozorovatelné vLymanově, Balmerově a Paschenově spektrální sérii? Použijte Rh z konstant. [L: Ai = 121.5 nm, A2 = 91.0 nm, B: Ai = 656.1 nm, A2 - 364.5 nm, P: Ai =1874.1 nm, A2 = 820.1 nm]
Electron transitions for the Hydrogen atom
rl-2
																
																
															ř 1	f
														Brackett series r       E(n) 10 E(n=4)		
						1"!			"i	Paschen series E(n)toE(n=ä) f						
						Balmer serie? E(n)toElr.2)										
Lyman series
Stránka 2 z 3
PS2018 Přírodovědecká fakulta MU — Ústav chemie
Seminární cvičení     C4040 Pokročilá fyzikální chemie -č. VII seminář
Úkol č. 10
Vypočtěte energii základního stavu vodíku a jeho ionizační potenciál. [-13.6 eV, IP = 13.6 eV]
Úkol č. 11
Spočítejte ionizační potenciály (v eV) iontů He+ a CV v jejich základních elektronových stavech. [IP (He+) = 54-4 eV, IP (0+) = 489.6 eV]
Stránka 3 z 3