KAPITOLA O VAZEBNÝCH TEORIÍCH. 1. Úvod. Koordinační chemie 2010 Kapitola 3, Vazebné teorie

Rozměr: px
Začít zobrazení ze stránky:

Download "KAPITOLA O VAZEBNÝCH TEORIÍCH. 1. Úvod. Koordinační chemie 2010 Kapitola 3, Vazebné teorie"

Transkript

1 KAPITOLA O VAZEBNÝCH TEORIÍCH 1. Úvod Nejprve zdůvodnění toho, proč se pouštíme do následujícího výkladu: S objevem koordinačních sloučenin, s přijetím představy o jejich prostorovém uspořádání, s tím, jak podivné měly magnetické chování (jakoby nesouvisející s nábojem daného iontu, viz úvodní povídání a příslušný úkol), a jak citlivě, možno říci až přecitlivěle, se každá změna v koordinační sféře promítla do změny barvy ( toto tvrzení platí hlavně pro ty nejlehčí d-prvky ze 3. periody), vyvstala potřeba si tyto dosud nevídané jevy vysvětlit. V knihách se můžete setkat s následujícími teoriemi: 1) s teorií valenčních vazeb ta pracovala s představou, že na centrálním atomu kovu vznikají úžasné hybridní orbitaly, např. d 2 sp 3, které mají žádoucí prostorové uspořádání, jsou prázdné, a tedy schopné přijmout elektronové páry ligandu. Tato teorie vysvětlila prostorové uspořádání, některé magnetické záležitosti, i když trochu krkolomně, ale nedosáhla na příčiny pestrobarevnosti. Touto teorií jsme se na přednáškách nezabývali, zde ji uvádím proto, některé fosilizované zbytky přežívají ve starších, užitečných učebnicích ( např. český překlad Cottona a Wilkinsona z roku 1973). 2) s teorií krystalového pole ta bude hlavní oporou mého letošního výkladu a bude o ní pojednáno zvlášť, zatím jen tolik, že vznikla opravdu z popisu krystalů, navíc byla vytvořena fyziky, takže to asi 20 let (od 30. do 50. let 20. století) trvalo, než se o ní dozvěděli chemici a začali s ní pracovat, zato pak to stálo za to: přestože výchozí pohled na kov a ligandy jako na bodové náboje nevypadal moc kompatibilně s představou o vazbě tvořené sdíleným párem elektronů, fungovalo to! Kvalitativně až semikvantitativně byly objasněny všechny svrchu zmíněné podivné jevy, a po zavedení korekce na kovalentnost vazby a přejmenování na teorii ligandového pole byla shoda ještě hezčí. Předností této teorie je její názornost a snadná pochopitelnost a pro velmi mnoho aplikací je její pohled dostačující. Drobný nedostatek je v tom, že sice vysvětluje vlastnosti komplexů majících danou geometrii, ale vůbec se nezabývá tím, jak je možné, že celá ta molekula drží pohromadě. Elektrostatickou přitažlivostí to evidentně způsobeno nebude. Strana 1 (celkem 22)

2 3) s teorií molekulových orbitalů tak to je samozřejmě přístup nejpřesnější. Ačkoliv představy o vzniku MO vznikly bezprostředně vypracování teorie atomových orbitalů, širšímu užití po léta bránila její výpočtová náročnost. Časy se však velmi rychle mění, výpočtová náročnost už tolik nevadí, ale náročnost na to, že je třeba domyslet, nezanedbat a prokombinovat spoustu parametrů, ta už nám zůstane nafurt. Pomocí molekulových orbitalů je možno nádavkem k magnetickým vlastnostem a ke spektrům vysvětlit také pořadí ligandů ve spektroskopické řadě a změny v chemickém chování ligandu, které nastanou poté, co se naváže na centrální kov. Na tuhle teorii koukejte chodit na přednášky: chci-li vás ušetřit Schrödingerovy rovnice, řeckých písmen a integrálů, musím používat obrázky, a ty do computeru kreslit prostě neumím, jen omezeně přejímat. Ze všech předložených teorií plyne následující shrnutí příčin osobitého chování (koordinačních) sloučenin d-prvků: ( shrnovat věci předem je sice zvláštní, ale věřím, že vám to pomůže ) d-orbitalů je příliš mnoho, totiž 5, takže jejich degenerovanost za běžných okolností nevydrží (pětinásobnou degenerovanost lze udržet jen v tak symetrickém okolí, jaké představuje nejméně ikosaedr (a samozřejmě koule)) rozděleny okolnostmi z původně jediné energie do několika energetických hladin, mohou se d-orbitaly zaplňovat dvojím způsobem: buď hladinu po hladině, nebo jako před zrušením degenerovanosti - jako degenerovaná pětice: z toho plyne, že se magnetické chování stejného iontu (např. Mn 3+ se čtyřmi valenčními elektrony) může lišit podle toho, na kolik energetických hladin se původní pětice d-orbitalů rozdělí a jak velké jsou mezi nimi energetické rozdíly. obvykle je rozdíl mezi novými energiemi d-orbitalů právě takový, že k přechodu mezi nimi dochází při pohlcení kvanta viditelného záření: odtud pramení barevnost těchto látek. rozdělení d-orbitalů z původní degenerované pětice (tzv. rozštěpení d- orbitalů krystalovým polem) vede obvykle ke stabilizaci sytému. Některá uspořádání jsou zvláště stabilní, což se projevuje i v jejich pomalé reaktivitě Strana 2 (celkem 22)

3 Následuje pojednání o první ze dvou vyložených teorií. 2. Teorie krystalového pole (Crystal Field Theory) Tato kapitola je asi nejdůležitější z celého výkladu. Je dlouhá, takže bude mít několik oddílů: 2.A. Základní pohled na d-orbitaly kationtu kovu umístěného mezi ligandy = bodové záporné náboje ( všimněte si, že tato teorie neřeší otázku, jak je možné, že komplex drží pohromadě zrovna v dané geometrii: prostě to tak je, protože se kationty a anionty přitahují. To je dědictví uspořádání v krystalu, kde je tetraedrická a oktaedrická koordinace přímým důsledkem nejúspornějšího poskládání koulí do mřížky a to, že se shoduje s nějakými orbitaly z jiné teorie, to je takový příjemný bonus). - jak se rozdělí původně degenerovaná pětice d-orbitalů - co je vysokospinové a nízkospinové uspořádání 2.B. Parametry, které ovlivňují míru rozštěpení d-orbitalů: - geometrie ligandového pole - náboj centrálního kovu - velikost centrálního kovu - vazebné schopnosti ligandů 2.C. Magnetické chování a UV-VIS spektra koordinačních sloučenin komplexů popis elektronového uspořádání elektronů v atomu pomocí spektroskopických termů, obecně o spinovém a dráhovém magnetickém momentu konkrétní příklady, doklady o fungování vlivů zmíněných v oddíle B. obecně o spektrech: přechody dovolené a různou měrou zakázané, souvislost s intenzitou pásů počet pásů a energie přechodů, zdůvodnění výskytu více pásů ve spektrech kovů s konfigurací d 2 až d 8. Jahn Tellerův jev, čím se projevuje. Spektroskopická řada ligandů. Tanabe Suganovy diagramy, jejich korelace s danými spektry, zapracování kovalence Racahův parametr B a nefelauxetická řada ligandů. Strana 3 (celkem 22)

4 2.D. Rozdělení komplexů podle rychlosti, s níž vyměňují ligandy látky kineticky inertní a kineticky labilní, čili vliv elektornové struktury na reaktivitu (obvyklé metody syntéz a jejich racionalizace). y 2. A. ZMĚNY V ENERGII d-orbitalů VLIVEM LIGANDŮ (= bodových záporných nábojů) Pětice degenerovaných orbitalů d se obvykle do souřadného systému zakresluje tak, jak uvádí obrázek: trojice orbitalů má laloky orientovány mezi souřadné osy, dva je mají přesně na osách. z z d z xz d xy d yz x x x y y y z z x x d z2 y y d x2-y2 To takzvané štěpení d- orbitalů si můžete představit následovně: v této pětici orbitalů se vyskytuje elektron. Je tam sám, takže si může vybrat a bydlet, kdekoli se mu zachce. Změna nastane, pokud se z některého směru přiblíží ligandy = záporné náboje. V takovém případě si ten elektron začne vybírat a bude radši tam, kde je těmi ligandy nejméně rušen. V závislosti na tom, kolik ligandů a v jakém uspořádání se kolem centrálního kovu objeví, se jednotlivé d-orbitaly stanou různě příjemně obyvatelné. Učeně řečeno, energie d-orbitalů přestane být stejná, dojde k jejich rozdělení na různé energetické hladiny. O tom, kolik těch hladin bude, rozhodne symetrie těch ligandů kolem daného kovu, neboli symetrie pole těchto částic. Vysoce symetrické okolí, jakým je například oktaedr nebo tetraedr (vzpomeňte si na grupy symetrie - tyto tvary patřily do vysoce symetrických grup O nebo T ) rozdělí d-orbitaly do pouhých dvou hladin, ale čím je symetrie okolí nižší, tím více nových energetických hladin může z původní pětice vzniknout. (nerozdělená čili z degenerovaná pětice by zůstala v ikosaedru (grupa I ) a samozřejmě v kouli (grupa K ). Důležité je také to, že při vzniku nových hladin musí být zachováno těžiště, tj. energetický zisk některých d- x Strana 4 (celkem 22)

5 orbitalů se musí rovnat energetické ztrátě jiných orbitalů (že abychom nevynalezli perpetuum mobile!). Suma energií prázdných orbitalů nebo orbitalů stejnoměrně zaplněných je tedy nula. Předvedeme si to na oktaedrickém komplexu a ligandy umístíme v osách souřadného systému. Vidíme, že nejvíc přijdou do styku s orbitaly d z2 a d x2-y2. Proto se těmto dvěma orbitalům bude každý elektron pokud možno vyhýbat a vleze do nich teprve tehdy, když nic lepšího nenajde. Zato pobyt v orbitalech d xy, d xz a d yz, to jsou úplné mořské lázně s vyhlídkou na pláž, lepší to ani nemůže být. Vidíme tedy, že vlivem oktaedru se d-orbitaly rozdělily do dvou energetických hladin: jednou z nich je zvýhodněná trojice, druhou představuje znevýhodněná dvojice. Rozdíl mezi nimi označíme symbolem ο, kde index o značí oktaedr. Kvůli zachování těžiště musí platit, že ta trojice poklesne na úroveň o 2/5 ο pod původní hladinu, dvojice stoupne o 3/5 ο. degenerované orbitaly d Trojice těchto degenerovaných orbitalů d xy, d xz a d yz se souhrnně označuje symbolem t 2g, dvojice pak symbolem e g. Když takovýto soubor rozdělených orbitalů obsahuje 1 elektron, má konfiguraci t 2g 1 a díky zrušení degenerace získal 2/5 ο. Tento energetický zisk se jmenuje energie stabilizace krystalovým polem, crystal field stabilization energy, zkratkou CFSE. CFSE záleží na elektronové konfiguraci daného iontu. Pro 2 elektrony (t 2g 2 ) bude 4/5 ο, pro 3 elektrony (t 2g 3 ) bude 6/5 ο. 3/5 ο 2/5 ο Příchodem čtvrtého elektronu nastane problém: půjde-li do orbitalů e g, musí vynaložit energii ο, půjde-li do orbitalů t 2g, musí se přidat do orbitalu již zpola obsazeného a vynaložit párovací energii P (v některých pramenech ji značí Π). Takže výsledná elektronová konfigurace se řídí poměrem velikostí ο a P: Je-li ο > P, je výhodnější uspořádání t 2g 4 e g 0, které má 2 nespárované elektrony a 1 elektronový pár, pro ο < P má přednost konfigurace t 2g 3 e g 1 se čtyřmi nepárovými elektrony. První konfigurace se jmenuje nízkospinová (low-spin), druhá je vysokospinová (high-spin). Tyto dvě možnosti nacházíme u konfigurací d 4, d 5, d 6 a d 7, dále pak už je zase jen jediná možnost obsazení orbitalů. Podrobnosti jsou v tabulce. ο e g t 2g Nízkospinová a vysokospinová konfigurace se od sebe liší svými magnetickými vlastnostmi, protože ty závisejí na počtu nepárových elektronů v molekule, experimentálně se Strana 5 (celkem 22)

6 prokazují měřením magnetické susceptibility nebo spekter EPR, odlišná jsou i UV-Vis spektra. y z x Elektronové konfigurace a jejich stabilizační energie v oktaedrickém poli vysokospinová, HS počet d elektr. degener. stav CFSE nepár.el konfigur ace 1 1 t 2g 2 2 t 2g 3 3 t 2g CFSE 2/5 ο 4/5 ο 6/5 ο nízkospinová, LS nepár. CFSE elektronů 4 t 2g 3 e g 1 3/5 ο 4 t 2g 4 8/5 ο P 2 5 t 2g 3 e g t 2g 5 10/5 ο 2P 1 6 t 2g 4 e g 2 7 t 2g 5 e g 2 2/5 ο 4 t 2g 6 4/5 ο 3 t 2g 6 e g 1 12/5 ο 2P 0 9/5 ο P 1 8 t 2g 6 e g 2 9 t 2g 6 e g 3 6/5 ο 3/5 ο 10 t 2g 6 e g B. PARAMETRY, KTERÉ OVLIVŇUJÍ MÍRU ROZŠTĚPENÍ d-orbitalů Míra rozštěpení d-orbitalů se projeví jednak v barvě látky (vyšší vede k pohlcování světla o vyšší energii a tím ke změně barvy), jednak v jejím magnetismu (viz výše). je ovlivněno: 1) geometrií K ovlivnění energie d-orbitalů polem ligandů dochází vždy, ale pro každou geometrii se d- orbitaly štěpí jiným způsobem a také, pokud by byly všechny ostatní vlivy stejné, různě silně. Různá síla ovlivnění je dána tím, že z čistě geometrických důvodů je vliv bodových záporných nábojů představujících ligandy na d-orbitaly centra různý v závislosti na tom, jak přesně jsou postaveny proti sobě. Na obrázku jsou na osovém kříži, podle něhož si představíme rozložení d-orbitalů v prostoru, zakresleny tetraedr a krychle. Vidíme, že jejich vlivem se budou d-orbitaly štěpit stejně, s tím Strana 6 (celkem 22)

7 rozdílem, že vliv osmi ligandů ve vrcholech krychle bude dvakrát větší než vliv čtyř ligandů ve vrcholech tetraedru (pozn.: koordinační číslo 4 je ale velmi časté, zatímco k.č. 8 je vzácné). Ve shodě s oktaedrem se i zde orbitaly d rozdělí do dvou skupin - na orbitaly v osách a v meziosí. Na rozdíl od oktaedru budou vliv ligandů méně pociťovat orbitaly v osách, d z2 a d x2-y2, a více orbitaly v meziosí, d xy, d xz a d yz. degenerované orbitaly d 3/5 t 2/5 t t t 2 e Schema rozštěpení hladin d-orbitalů v tetraedru a jejich označení vidíte na obrázku. Z geometrických výpočtů plyne, že t = 4/9 o, takže u tetraedrických komplexů se jen velmi vzácně setkáme s tím, že t > P, proto jsou tetraedrické komplexy obvykle vysokospinové. Rozštěpení hladin d-orbitalů a jejich energii pro různé geometrie uvádí následující tabulka: Energetické hladiny orbitalů d pro různé geometrie komplexů k.č. Geom.tvar d z2 d x2-y2 d xy d xz d yz Max.rozštěpení 2 Lineární a 1,028-0,628-0,628 0,114 0,114 0,914 3 Trigonální b -0,321 0,546 0,546-0,386-0,386 0,867 4 Tetraedr -0,267-0,267 0,178 0,178 0,178 0,445 4 Čtverec b -0,428 1,228 0,228-0,514-0,514 1,000 5 Trigon.bipyr c. 0,707-0,082-0,082-0,272-0,272 0,789 5 Čtvercová pyr c. 0,086 0,914-0,086-0,457-0,457 0,828 6 Oktaedr 0,600 0,600-0,400-0,400-0,400 1,000 6 Trigon. prisma 0,096-0,584-0,584 0,536 0,536 0,680 7 Pentagon.bipyr c 0,493 0,282 0,282-0,528-0,528 0,810 8 Krychle -0,534-0,534 0,356 0,356 0,356 0, Ikosaedr kapitola 8 Komentář: a ligandy v ose z b lig. v rovině xy c základ na v xy Jednotky o, za předpokladu neměnné nábojové hustoty a stejných vzdálenostím-l Zdroj:Wulfsber g,s.383a Strana 7 (celkem 22)

8 Z tabulky vyplývá, že další velmi časté uspořádání pro koordinační číslo 4, čtverec, má d- orbitaly rozštěpeny do tří hladin. Pokud si představíme vznik čtverce z oktaedru tím, že budeme ligandy, které má oktaedr vázány v ose z, oddalovat až do nekonečna, je vývoj elektronové konfigurace centrálního kovu následující: e g (d z2,d x2-y2 ) (d x2-y2 ) ο b 1g (d z2 ) ο b 2g (d xy ) a 1g t 2g (d xy,d xz,d yz ) (d yz, d xz ) e g degenerované orbitaly d oktaedr tetragonální bipyramida, prodloužení podél osy z čtverec Nejvíce znevýhodněn je orbital d x2-y2, který jediný míří přímo k ligandům. Orbital d xy je v rovině ligandů a je jimi také ovlivněn. Ostatní tři orbitaly získaly energetický bonus. Zamyslete se nad tím, proč je orbital d z2 trochu horší než ty zbylé dva. Nápověda: nemá nějakou svou část v rovině toho čtverce? Jistě jste si všimli, že se ve schématech vyskytují nějaké divné značky. Jsou to symboly popisující symetrii těch objektů (orbitalů), a jejich význam je následující: a nedegenerovaný, symetrický podle hlavní rotační osy (např.ve čtverci podle C 4 ) b nedegenerovaný, antisymetrický podle hlavní rotační osy e dvakrát degenerovaný t třikrát degenerovaný dolní index 1 symetrický podle roviny obsahující hlavní osu dolní index 2 antisymetrický podle roviny obsahující hlavní osu dolní index g symetrický vůči středu souměrnosti (v tetraedru proto nemůže být) dolní index u antisymetrický vůči středu souměrnosti horní index symetrický vůči rovině kolmé k hlavní rotační ose horní index antisymetrický vůči rovině kolmé k hlavní rotační ose Strana 8 (celkem 22)

9 Horní indexy jsme nepoužili, uvádím je pro pořádek a abyste to měli někde pohromadě. Jmenuje se to celé Mullikenovy symboly a používá se to ledaskde. Promyslete si vztah mezi tabulkou energetických hladin d-orbitalů a schématy, jde o totéž trochu jiným způsobem vyjádření, a také oprávněnost použití Mullikenových symbolů pro ten který orbital d. 2) Dalším parametrem, který má vliv na, je náboj centrálního kovu. Vyšší náboj centrálního kovu vede k silnějšímu přitahování kovu a ligandu, a tedy k silnějšímu ovlivnění d-orbitalů. 3) Velikost centrálního kovu Pro kovy téhož náboje z téže skupiny nacházíme vždy tím vyšší, čím víc roste jejich velikost. V důsledku toho často vidíme, že komplexy těžších kovů nejsou tak krásně barevné jako analogické komplexy kovů 1. přechodné řady, protože jejich absorpční pásy utíkají do UV oblasti a vidíme látky žluté nebo bílé. Příčinu toho, že roste s rostoucím poloměrem kovu, můžeme vidět v tom, že kolem objemnějšího centra si ligandy vzájemně nepřekážejí a mohou se lépe přiblížit ke středu a tedy více zpracovat d-orbitaly kovu. (v anglické učebnici použili slovo elbowing, to bych přeložila jako strkanice ) 4) Ligand Již dávno bylo zjištěno, že barvy komplexů závisí pravidelným způsobem na typu ligandů. Tím je řečeno, že pro daný ion a pro daný koordinační polyedru je způsobené dejme tomu vodou vždy větší než způsobené chloridovými ionty, ale vždy menší než způsobené ethylendiaminem. Ligandy byly podle této své schopnosti seřazeny do spektrochemické řady: I - <Br - <S 2- <SCN - <Cl - <NO 3 - <N 3 -,F - <OH - <ox - <O 2- <H 2 O<NCS - <gly - <NH 3,py<en<bpy<NO 2- <PPh 3 <CN - <CO Tuto řadu není možno pomocí CFT vysvětlit. Řazení ligandů odpovídá jejich vazebným schopnostem: vlevo jsou látky, které mají více volných elektronových párů a jsou schopny se vázat současně jako σ donory i π donory. Uprostřed jsou ligandy, které se vážou přes atom dusíku, který umí jen vazbu σ. Nejvíce napravo jsou ligandy, které jsou schopny darovat kovu Strana 9 (celkem 22)

10 elektronový pár σ vztahem a současně od něj přijmout elektronovou hustotu π interakcí, čili jsou to σ donory a π akceptory, neboli π kyselé ligandy. Pro zapamatování si to můžeme představit tak, že ligand, který je σ donorem i π donorem jakoby snižuje náboj centrálního kovu, naproti tomu π kyselý ligand náboj centra zvyšuje. Pořádné vysvětlení přinese až teorie molekulových orbitalů. Příklady právě popsaných vztahů najdete v následující tabulce ( je to výtažek z tabulky rozdané na přednášce). Vlnočet je přímo úměrný energii. Energie rozštěpení d-orbitalů oktaedrickým polem, ο, [cm -1 ] [RhCl 6 ] [IrCl 6 ] [Co(H 2 O) 6 ] [Co(H 2 O) 6 ] [Rh(H 2 O) 6 ] [Co(NH 3 ) 6 ] [Co(NH 3 ) 6 ] [Rh(NH 3 ) 6 ] [Ir(NH 3 ) 6 ] [Co(en) 3 ] [Co(en) 3 ] [Rh(en) 3 ] [Ir(en) 3 ] [Co(CN) 6 ] [Rh(CN) 6 ] C. MAGNETICKÉ CHOVÁNÍ A UV-VIS SPEKTRA KOORDINAČNÍCH SLOUČENIN KOMPLEXŮ Začneme výkladem toho, jak popsat nikoli jeden elektron (na to jsou kvantová čísla), ale soubor elektronů jako jeden celek, takový malý elektronový tým. K tomu nám slouží symbolika pro popis termů. 1. Termy (zkompilováno z J.Ribas Gispert, Coordination Chemistry, WILEY-VCH, 2008, kap.8; G.Wulfsberg, Inorganic Chemistry, University Science Books, 2000, kap.17.1.; E.I.Solomon, A.B.P.Lever, Inorganic Electronic Structure and Spectroscopy, 2. vyd.,wiley,2006,vol.1, str.35 a další) Rozštěpením d-orbitalů do energetických hladin dostatečně od sebe vzdálených si můžeme zdůvodnit, proč se u komplexů d-prvků setkáváme s rozmanitým počtem nepárových elektronů, což se projevuje tomu úměrnou molární magnetickou susceptibilitou těch látek (viz dále) a jejich schopností pohlcovat viditelné záření. Ale: proč tedy jsou ve spektrech oktaedrických komplexů různé počty pásů, když přechodu mezi dvěma hladinami, t 2g a e g, by odpovídal jen pás jeden? A proč kyslík O 2, s konfigurací [σ g (2s) 2 σ u *(2s) 2 σ g (2p z ) 2 4 *2 π u π g ], Strana 10 (celkem 22)

11 existuje ve dvou odlišných formách, jako singletový kyslík a tripletový kyslík, které se liší reaktivitou i magnetismem? Je vidět, že charakterizace pomocí elektronové konfigurace (iontu i molekuly) někdy nestačí. Příčinou jsou mikrostavy. Co jsou mikrostavy? Představte si nejjednodušší situaci: 2 elektrony ve 2 orbitalech (třeba právě v těch orbitalech π kyslíku). Pro ně lze napsat šest uspořádání: [( )( )]; [( )( )]; [( )( )]; [( )( )]; [( ) ( )]; [( )( )] a těmto uspořádáním se říká mikrostavy. Každý takový mikrostav může mít svou vlastní energii plynoucí z odpuzování mezi zúčastněnými elektrony (ale naštěstí nemusí, jinak by nám asi nebylo veselo) a takových mikrostavů je pro x elektronů v y orbitalech N: N = (2y)! x!(2 y x)! způsobem: Popis mikrostavu vychází z popisu elektronu, z jeho kvantových čísel, následujícím (vsuvka pro zapomnětlivé: kvantová čísla máme 4, první 3 popíší orbital, to poslední pak elektron v tom orbitalu. Hlavní kv. číslo n nabývá hodnot 1,2,3.; vedlejší kv. číslo l nabývá pro dané n hodnot od 0 do n-1 a jsme zvyklí ho nahrazovat písmenkovým označením orbitalu: 0 = s, 1 = p, 2 = d atd.; magnetické kvantové číslo m l nabývá hodnot od (-l 0 +l). Spinové kv. číslo m s = ± 1/2.) Analogicky ke spinovému kvantovému číslu elektronu m s bude spin mikrostavu popsán číslem M S = m s. Z čísel m l dostaneme pro mikrostav M L = m l. Příklad: pro trojici orbitalů p (p +1, p 0,p -1 ; vy jste je častěji potkávali značeny p x, p y,p z ) obsazenou dvěma elektrony 1( ) 0( ) 1( ) se M L = 1, M S = +1; pro obsazení 1( ) 0( ) 1( ) je M L = 0, M S = 0. Z takto popsaných mikrostavů se dále odvozují už jednotlivé hladiny energie, přičemž ke každé takovéto hladině obvykle přispívá více mikrostavů. Za předpokladu (který je splněn u lehkých atomů 4. a 5. periody), že mezielektronová interakce je mnohem silnější než spin - orbitalová interakce (o tom časem), můžeme celkovou vlnovou funkci pro atom popsat čtyřmi kvantovými čísly: L, M L, S, M S. Číslo L se jmenuje total orbital angular momentum čili celkový orbitální úhlový moment, česky se používá termín orbitální kvantové číslo a je rovno nejvyšší hodnotě M L. Každému L přísluší (2L+1) hodnot M L, a to (+L 0 -L), je tedy (2L+1)krát degenerováno, analogicky jako tomu bylo pro l a m l. S se jmenuje spinové kvantové číslo elektronového stavu a je rovno nejvyšší hodnotě M S. Pro dané S může být M S rovno S, S-1, -S, čili (2S+1)krát degenerováno. Tento počet degenerovaných stavů se nazývá spinová multiplicita příslušného elektronového stavu. Strana 11 (celkem 22)

12 Daný elektronový stav mající určitou energii se označuje symbolem atomového termu, který má podobu 2S+1 L a podílí se na něm (2S+1)(2L+1) mikrostavů. Stejně jako v dřívějším značení, i zde se místo číslic (=hodnot L) raději používají písmena, a to velká, a to takto: hodnota L písmeno S P D F G H I K degenerace Spinové multiplicity mají následující názvy: počet nepárových elektronů 2S+1 říká se mu 0 1 singlet 1 2 dublet 2 3 triplet 3 4 kvadruplet 4 5 kvintuplet 5 6 sextuplet Termy vzniklé z jedné elektronové konfigurace (např. 3 F, 3 P, 1 G, 1 D, 1 S z konfigurace d 2, viz dále) se liší mezielektronovými repulsními energiemi. Základním termem s nejnižší energií je ten, který má 1) maximální možnou multiplicitu spinu 2) maximální L. Termy pro různé konfigurace d n shrnuje tabulka - na prvním místě je základní term a za ním jsou řazeny termy se stejnou multiplicitou (pořadí energií se může lišit). konfigurace termy celková degenerovanost d 1, d 9 2 D 10 d 2, d 8 3 F, 3 P, 1 G, 1 D, 1 S 45 d 3, d 7 4 F, 4 P, 2 H, 2 G, 2 F, 2 2 D, 2 P 120 d 4, d 6 5 D, 3 H, 3 G,2 3 F, 3 D,2 3 P, 1 I,2 1 G, 1 F,2 1 D,2 1 S 210 d 5 6 S, 4 G, 4 F, 4 D, 4 P, 2 I, 2 H,2 2 G,2 2 F,3 2 D, 2 P, 2 S 252 d 10 1 S 1 Dá rozum, že takový 9x nebo 13x degenerovaný term v obklopení např. šesti ligandy uspořádanými do oktaedru nevydrží a rozštěpí se (ze symetrických příčin). Také tyto Strana 12 (celkem 22)

13 rozštěpené stavy se značí velkými písmeny, ostatní značky mají stejný význam jako v předchozím textu. Spinová multiplicita rozštěpených stavů se shoduje s multiplicitou výchozího termu (čili z kvadrupletního termu 4 F vzniknou rozštěpením tři kvadruplety: 4 T 1g + 4 T 2g + 4 A 2g ). Pořadí energií těchto rozštěpených stavů závisí na počtu elektronů, které v nich jsou obsazeny (bude se lišit pro 4 F příslušející d 3 a pro 4 F příslušející d 7 ). Ukazovali jsme si to na tabuli (neukazovali, doplním) a výsledek lze nejsnáz najít na ose y Tanabe-Suganových diagramů. atomový term degenerovanost termy v oktaedrické symetrii S 1 A 1g P 3 T 1g D 5 T 2g + E g F 7 T 1g + T 2g + A 2g G 9 A 1g + E g + T 1g + T 2g H 11 E g + T 1g+ T 1g + T 2g I 13 A 1g + A 2g + E g +T 1g + T 2g + T 2g Následuje vsuvka vyrobená pro Františka Stejskala a Michala Májka (ze Solomona, Levera, str. 35 a 36), o tom, jak se z mikrostavů, které jsou čistá kombinatorika, sestaví příslušné termy, které nejsou čistá kombinatorika. Další příklad, pro konfiguraci p 2, uvádí Wulfsberg na str. 883 a 884. Nejprve je potřeba sestavit tabulku pro všechny mikrostavy některé elektronové konfigurace, zde je jich všech 45 pro d 2. (číslice znamená příslušné m l, indexy + a - se vztahují k m s = +1/2 nebo -1/2). Potom vyhledáme mikrostav s nejvyššími hodnotami M L a M S, což je (2 +,1 + ), kde M L = 3 a M S = 1. Tento mikrostav odpovídá termu 3 F, který má M L = 3 a M S = 1. Tomuto termu náleží (2S+1)(2L+1) = 21 mikrostavů, které se musí nacházet v oblasti odpovídajících hodnot M L = 3, 2, 1, 0,-1,-2,-3 a M S = 1, 0,- 1 které jsou v tabulce orámovány červeně. V tom červeném obdélníku je ale víc než 21 mikrostavů, takže si musíme vybrat těch svých 21. Jednoznačně k nim patří ty v červených oválcích kreslených plnou čarou, v obdélníčcích s více možnostmi si jednu si můžeme vybrat libovolně (pro účely nalezení daných termů). K termu 3 F nemohou patřit dva mikrostavy s M L = 4, které jsou označeny oranžovými oválky. Po vyškrtání 21 mikrostavů termu 3 F hledáme ve zbylých mikrostavech další vysokou hodnotu M L a nacházíme (2 +,2 - ), která náleží termu 1 G. Tomuto termu náleží (2S+1)(2L+1) = 9 mikrostavů z oblasti ohraničené oranžovým obdélníkem. Ty jedinečné, které nemohou náležet jinému termu, jsou označeny oranžovými oválky nepřerušované linie, ty vybrané další mají oranžový ovál přerušovanou čarou. Strana 13 (celkem 22)

14 Zbývá = 15 mikrostavů. Nejvyšší hodnotu M L najdeme pro (1 +,1 - ) (nebo ten poslední zbylý v M L = 2, M S = 0, a máme tu term 1 D s pěti mikrostavy, modrý obdélník a modré oválky. Potom vybereme M L = 1, M S = 1 a máme term 3 P s devíti mikrostavy, šedý obdélník a žádné oválky. Zbývá jediný mikrostav s M L = 0, M S = 0, což je term 1 S označený zeleně, a hotovo. M L M S (2 +,2 - ) 3 (2 +,1 + ) (2 +,1 - ) (2 -,1 + ) (2 -,1 - ) (2 +,0 + ) (2 +,0 - ) (2 -,0 + ) (2 -,0 - ) 2 (1 +,1 - ) (1 +,0 + ) (2 +,-1 + ) (1 +,0 - ) (1 -,0 + ) (1 -,0 - ) (2 -,-1 - ) 1 (2 +,-1 - ) (2 -,-1 + ) (2 +,-2 + ) (1 +,-1 + ) (2 +,-2 - ) (2 -,-2 + ) (2 -,-2 - ) (1 -,-1 - ) 0 (1 +,-1 - ) (1- +,-1 + ) (0 +,0 - ) (-1 +,0 + ) (-2 +,-1 + ) (-1 +,0 - ) (-1 -,0 + ) (-1 -,0 - ) (-2 -,+1 - ) -1 (-2 +,+1 - ) (-2 -,+1 + ) (-2 +,0 + ) (-2 +,0 - ) (-2 -,0 + ) (-2 -,-0 - ) -2 (-1 +,-1 - ) -3 (-2 +,-1 + ) (-2 +,-1 - ) (-2 -,-1 + ) (-2 -,-1 - ) -4 (-2 +,-2 - ) Konec vsuvky. Komu je to málo, může si zkusit odvodit termy pro d 5. A to všechno ještě není všechno: Předchozí text popisoval obvyklý model, v němž se bere v úvahu jen mezielektronová (elektrostatická) interakce a zanedbává se vzájemné působení spinů (jak elektronů, tak i jader) a vzájemné působení mezi hybností spinu a orbitalu (mezi vektory S a L). Takovéto vzájemné ovlivnění vektorů S a L je důležité u těžkých atomů (počínaje lanthanoidy) a při interpretaci výsledků metod, které jsou založeny na magnetickém chování látek. Proto se zavádí kvantové číslo celkového momentu hybnosti J. Nabývá hodnot J = L + S, L + S -1,..., L - S. Nalézáme tedy buď 2L + 1 nebo 2S + 1 dovolených hodnot J, záleží na tom, jestli je L < S nebo S > L, a každý stav s daným J je (2J +1) krát degenerován. Takže term 3 P (p 2 ), který má L = 1 a S = 1, může mít J = 2, 1 a 0. Term 3 F (d 2 ) má J = 4, 3 a 2. Protože počet dosažitelných uspořádání se nemůže změnit jen proto, že používáme jinou Strana 14 (celkem 22)

15 charakteristiku (J místo L-S), musí být zachován počet degenerovaných stavů. Původních (2S+1)(2L+1) mikrostavů příslušejících k jednomu termu je nyní roven Σ J (2J+1). Zápis termu se rozšiřuje na 2S+1 L J. Zbývá poslední důležitý parametr: které z možných J patří základnímu stavu? Zde záleží na zaplnění toho výchozího orbitalu (někde mu říkají podslupka, subshell): je-li zaplněn méně než z poloviny, je nejstabilnější hodnotou J ta nejmenší možná, je-li zaplněn z více než poloviny, je základní hodnotou J ta nejvyšší možná. Čili pro 3 P (p 2 ) je základním stavem 3 P 0, ale pro 3 P (p 4 ) je základním stavem 3 P 2. Co je o těch termech potřeba umět pro život = pro zkoušku: vědět, co je to multiplicita spinu a jak souvisí s počtem nepárových elektronů najít základní term (L,S) pro danou elektronovou konfiguraci a namalovat do čtverečků některý z jeho mikrostavů. Co je J. vědět, jak je to s degenerovaností termů a štěpením v poli oktaedrické symetrie mít představu o tom, proč a u kterých prvků dochází ke spin-orbitalovému spojení, u kterých vlastností jejich komplexů se projevuje (=a musí se s ním počítat) Strana 15 (celkem 22)

16 3. MOLEKULOVÉ ORBITALY V KOORDINAČNÍCH SLOUČENINÁCH Zpracováno podle knihy Y. Jean: Les orbitales moléculaires dans les complexes, Éditions de l École polytechnique, Palaiseau 2003; anglický překlad Molecular Orbitals of Transition Metal Complexes, Oxford University Press ten je v ústřední knihovně VŠCHT. Kniha, ze které jsem čerpala, se mi zalíbila tím, že pro kvalitativní výklad vazby používá názornou obrázkovou metodu, která je vynikajícím prvním pohledem na elektrony vlnící se přes celou molekulu a která nikoho nevyleká používáním divných písmenek. Vybírám z ní jen některé kapitoly, které použiji k tomu, abych vám předvedla její postupy. Výsledky, ke kterým se dostaneme, se zčásti budou krýt s těmi, které nám poskytla teorie krystalového pole (v oktaedru dostaneme shodné rozdělení pětice d-orbitalů do dvou hladin), zčásti si objasníme něco, co se pomocí CFT vysvětlit nedalo (zdůvodnění spektrochemické řady ligandů). 3. A. Opakování hlavních principů (pro jistotu, tento odstavec by vám neměl přinést nic nového) Orbitaly jsou matematické funkce. Molekulové orbitaly vznikají kombinací orbitalů atomových, a to tak, že počet vytvořených MO musí souhlasit s počtem výchozích AO (kolik jich bylo před smícháním, tolik jich bude po smíchání, jen budou jiné). Kombinovat orbitaly (jakékoli, atomové i molekulové) můžeme jen tehdy, jestliže mají vhodnou symetrii, podobnou energii a dokážou se dostatečně překrýt. Na obrázku kombinace dvou shodných AO (kouličky označené písmeny χ 1 a χ 2 ) vidíme, že vzniknou dva MO: součtem vznikne φ + zvýhodněný o E +, ten je vazebný (je-li zaplněn, elektrony se vyskytují mezi oběma jádry, čímž je spojují) - je to součet výchozích AO, takže má v obou částech (kuličkách) stejné znaménko vlnové funkce (zde symbolizované stejnou barvou). Také se můžete setkat s formulací, že oba AO jsou v tomto případě ve fázi. Rozložení elektronové hustoty mezi jádry je v tomto případě takové, že dotyčný orbital nevypadá jako činka, v tom je náš obrázek zavádějící, ale takto: Strana 16 (celkem 22)

17 Rozdílem výchozích AO vznikne znevýhodněný molekulový orbital φ -, který je o E - nad výchozí hladinou a má v každé polovině opačné znaménko vlnové funkce (zde barvu), čili původní vlny nebyly ve fázi. Všimněte si, že vzniklé MO byly zkombinovány stejným dílem z obou výchozích AO. Trochu jiný výsledek dostaneme, když výchozí atomové orbitaly nebudou mít stejnou energii: χ 1 má nižší energii než χ 2, a tudíž molekulové orbitaly jsou namíchány nespravedlivě každý z nich obsahuje větší podíl toho atomového orbitalu, který je k němu energeticky blíž = jsou polarizovány směrem k jednomu ze svázaných atomů. Znaménka se nezměnila: jako v předchozím případě je vazebný MO součtem a protivazebný MO rozdílem výchozích atomových orbitalů. 3. B. Molekulové orbitaly v oktaedrickém komplexu, pouze čistě σ-donorové ligandy Začneme nejjednodušší situací: k centrálnímu přechodnému kovu chceme připojit šestici ligandů, z nichž každý má jeden donorový orbital obsazený párem elektronů. Rozložení v prostoru, vztah k osám x,y,z a číslování jednotlivých ligandů je jasné z obrázku. Centrální kov má k dispozici pětici orbitalů d, trojici orbitalů p a jeden orbital s, celkem = 9 orbitalů, ligandy přispějí šesti orbitaly, dohromady tedy máme 15 výchozích orbitalů, z nichž se budeme snažit nakombinovat nějakých šikovnějších 15 molekulových orbitalů komplexu takových, které by to celé udržely pohromadě. Budeme postupovat tak, že si ke každému AO kovu budeme vybírat několik orbitalů ligandu tak, aby se vzájemně hezky překryly (tj. vybíráme nějaký vhodný podsoubor), a s nimi uděláme součet i rozdíl. Začneme orbitalem s. Protože je kulatý, tak si nevybírá a může se zkombinovat rovnou s celou šesticí ligandových orbitalů, čili se souborem (σ 1 +σ 2 +σ 3 +σ 4 +σ 5 +σ 6 ). Výchozí energie orbitalů kovu byla vyšší než energie orbitalů ligandů, a proto je vazebný MO (součet) situován spíše na ligandech. součet Strana 17 (celkem 22) rozdíl

18 Protivazebný (rozdílový) MO je zase tvořen větším podílem orbitalu kovu. VZNIKLY DVA MOLEKULOVÉ ORBITALY. Vhodný výběr k orbitalům p bude vyžadovat, abychom každý z nich zkombinovali s dvojicí protilehlých ligandů, navíc tak, že každý z nich bude mít opačné znaménko. Je-li na našem obrázku orbital p y, sečteme ho s dvojicí (σ 3 - σ 1 ) a pak s dvojicí -(σ 3 -σ 1 ), neboli odečteme. Výsledkem součtu je vazebný MO, který je, stejně jako součet rozdíl v předchozím případě, tvořen větším podílem orbitalů ligandu a menším podílem orbitalů kovu. Výsledkem rozdílu je protivazebný MO, který je rozložen více na kovu. Je jasné, že celou operaci musíme ještě dvakrát zopakovat, a to s orbitalem p x a s dvojicí (σ 4 - σ 2 ) a s orbitalem p z a s dvojicí (σ 6 - σ 5 ). VZNIKLO ŠEST MOLEKULOVÝCH ORBITALŮ, z toho 3 vazebné a 3 protivazebné - to už máme dohromady hotovo osm MO. S orbitaly d bude trochu potíž. Ke třem z nich nenajdeme žádný orbital ligandů, s nímž by mohl vzniknout účinný překryv *. Vidíte na obrázku, že s d xy, d xz a d yz se nedá nic rozumného vymyslet. Stanou se z nich tedy TŘI NEVAZEBNÉ MO, dohromady s předchozími už máme 11 MO. Zbývají nám dva orbitaly, d z2 a d x2-y2, a protože jsou oba umístěny v osách souřadného systému, tak k nim jistě něco hezkého vybereme. Orbital d x2-y2 půjde zkombinovat se čtveřicí (σ 1 - σ 2 + σ 3 - σ 4 ), jak je vidět na obrázku. Všimněte si, že rozdíl, tedy (slabě) protivazebný orbital, se velmi podobá součet rozdíl původnímu orbitalu d. Orbital d z2 k sobě vyžaduje celou šestici ligandových orbitalů, ale na rozdíl od orbitalu s musejí mít jinou celkovou symetrii ( namíchaná znaménka ), a to (σ 1 + σ 2 + σ 3 + σ 4 - σ 5 - σ 6 ). Z těchto dvou orbitalů d jsme tedy nakombinovali ty chybějící ČTYŘI součet rozdíl MOLEKULOVÉ ORBITALY, dva vazebné a dva protivazebné. Výsledkem všech kombinací je tedy 15 nových MO, z nichž je šest vazebných ( ) * Nezaměňujte pojmy! Účinný překryv vede ke vzniku vazebného MO (integrál překryvu S>0) a protivazebného MO (S>0). Neúčinný překryv más=0. Strana 18 (celkem 22)

19 tři jsou nevazebné a šest je protivazebných ( ). Pořadí energií svrchu popsaných molekulových orbitalů je schematicky zakresleno v následujících obrázcích. V obou dvou si všimněte, že soubory orbitalů jsou označeny také pomocí symbolů své symetrie (význam těchto značek máme v tabulce v kapitole Teorie krystalového pole ). Můžete si znovu ověřit, že všechny kombinace byly vytvořeny jen ze souborů s totožnou symetrií. Na obrázcích vidíme, že dolní šestice molekulových orbitalů, v červeném oválu, povahou vazebných a vždy zcela zaplněných elektrony (do nich přijde šest párů elektronů darovaných ligandy), je blízká orbitalům ligandu. Tato šestice váže ligandy ke kovu. Strana 19 (celkem 22)

20 Energeticky výše je položena pětice MO, označena modrým čtvercem, která je zaplněna nějakými elektrony pouze tehdy, pokud je do společné domácnosti přinesl kov. Je to právě tato pětice, která odpovídá rozštěpeným hladinám d orbitalů, které jsme viděli v teorii krystalového pole. Mezi těmito orbitaly dochází k elektronovým přechodům typu d-d. Poslední soubor orbitalů, označený zeleným oválem, je povahy protivazebné a pro soudržnost atomů v molekule nic dobrého nedělá. Naštěstí pro soudržnost celku není zpravidla obsazen elektrony, leda by jich centrální d-kov uměl dodat víc než deset. 3. C. Molekulové orbitaly v oktaedrickém komplexu, kde ligandy umějí π-překryv U ligandů, které mají orbitaly takové symetrie, že jsou schopny přidat k vazbě σ navíc ještě vazbu π (například tak, jak je to schematicky na obrázku), je rozdíl mezi tím, zda má ligand tyto orbitaly obsazeny přinejmenším párem elektronů v tom případě mluvíme o π-donoru, nebo zda jsou tyto ligandové orbitaly prázdné tehdy se ligand chová jako π-akceptor. Poznámka pro znalce a pro šťouravé: o π-orbitalu zde mluvíme z pohledu lokální symetrie. Jeho znakem je sdílená nodální rovina na spojnici jader a boční překryv mezi výchozími orbitaly. Z pohledu teorie grup je to trošku volné pojetí. π-donorové ligandy Co jsou zač? Buď mají nevazebný elektronový pár na vysoce elektronegativním atomu, jako například amidy na prvním obrázku (vlevo je p orbital ligandu a kov zapsaný písmenkem, elektrony jsou znázorněny tečkami, vpravo je zase příslušný d orbital kovu a ligand je zapsán standardním vzorcem). Mohou ale míti elektrony ve vlastních π orbitalech své vlastní, soukromé násobné vazby, která ovšem musí být polarizována směrem π vazba v ligandu k tomu kovu dostal co největší kousek. Obrázek znázorňuje imin. Některé π donory jsou tak štědré, že nadělují ze dvou stran. Nejznámějším příkladem jsou halogenidy, jimž patří třetí obrázek: I po vazbě ke kovu jim zbývají tři volné páry elektronů, dva vzájemně kolmé v symetrii π a k donorovému atomu, aby se z těch π elektronů volné páry π volný pár σ Strana 20 (celkem 22)

21 jeden σ. (Ten σ pár se této vazby účastnit nemůže, protože kouká na špatnou stranu, ale jeho zásluhou z toho halogenidu může být krásný můstek.) V kombinaci s kovem to pak dopadá následovně: A zase najdeme i dvojité dárce z násobné vazby, což ovšem musí býti vazba trojná, správně polarizovaná, právě taková, jakou mají nitrily, jsou-li vázány η 1 způsobem přes dusík: Jak to tedy dopadne, potká-li se ligand, který nádavkem k σ-vazbě je mocen ještě i překryvu typu π, s přechodným kovem? To byste rádi věděli, co? Zcela standardně se z příslušného d orbitalu, který má nový orbital bloku d vyšší výchozí energii, protože je prázdný, a z ligandového orbitalu p, který je energeticky níž, protože je plný, vytvoří dva orbitaly nové. Ten nižší, stabilizovaný, je hlavně z materiálu ligandova orbitalu p a je plný; ten vyšší vypadá skoro jako výchozí orbital d a je prázdný. A protože ten původní d orbital patřil do tzv. bloku d (viz závěrečný obrázek předchozí části, modrý obdélník), dojde tímto postupem ke zvýšení energie tohoto orbitalu d a tedy k jeho destabilizaci vzhledem ke stavu, kdy se mu do života nemíchal žádný dotěrný π donor. Konkrétní příklad pro komplex [ML 5 Cl]: Umístění molekuly do souřadného systému je jasné z obrázku. Rovinou xz prochází rovina symetrie P 1, rovinou yz prochází rovina symetrie P 2. Podíváme se, jak jsou vůči těmto rovinám symetrické jednotlivé orbital, protože kombinovat můžeme jen ty z nich které si symetricky odpovídají. Nejprve p orbitaly chloridu: vidíme, že p x je vůči P 1 symetrický a vůči P 2 antisymetrický, označení SA. Orbital p y to má obráceně. Když se z tohoto pohledu podíváme na pětici orbitalů, které tvoří blok d, vidíme, Strana 21 (celkem 22)

22 že stejnou symetrii jako p x má jenom d xz a pro p y najdeme jen d yz. Můžeme tedy nakreslit nový diagram MO oktaedrického komplexu, který bude v oblasti bloku d vypadat trochu jinak: Vidíme, že ty dva orbitaly d, které se dokázaly zkombinovat s donorovými p orbitaly chloru, mají vyšší energii, přiblížily se horní dvojici orbitalů d x2-y2 a d z2. Pokud bude mít centrální kov kolem sebe takových π donorů šest, posune se k vyšším energiím celá trojice orbitalů d xy, d yz a d xz. (Všimli jste si, doufám, že se jedná o ty orbitaly, které si prve, dokud ligandy uměly darovat elektrony jen σ-donací, neměly s kým hrát?) Tím se stane, že původní rozdíl mezi hladinami t 2g a e g se zmenší, takže pro excitaci elektronu bude potřeba světlo o nižší energii (delší vlnové délce). A původní o výsledné o máme perfektní vysvětlení toho, proč spektrochemická řada ligandů začíná těmi z nich, které jsou nejlepšími π donory, a tudíž zákonitě zmenšují o. Račte si zde vlevo prostudovat celé schéma pro [MCl 6 ]. π-akceptorové ligandy z nichž nejproslulejší je karbonyl, CO, vycházejí z opačného základního rozložení energií: energie plných d orbitalů je nižší než energie prázdných π-akceptorových orbitalů ligandu. Výsledkem celé operace bude zvětšení o. Obrázky jste dostali, pokračování této kapitoly už pro letošek nebude, tohle musí stačit, našemu spisovatelství došla síla. Strana 22 (celkem 22)

Vzorce a tvary víceatomových molekul nekovů Lewisova teorie kyselin a bází

Vzorce a tvary víceatomových molekul nekovů Lewisova teorie kyselin a bází Vzorce a tvary víceatomových molekul nekovů Lewisova teorie kyselin a bází Lewisovy vzorce Teorie rezonance Teorie Lewisových kyselin a bází Tvary molekul pomocí teorie VSEPR ybridizace A Teploty tání

Více

Teorie krystalového pole (ligandového)

Teorie krystalového pole (ligandového) Teorie krystalového pole (ligandového) Literatura Title page Svatopluk Krupička: Fyzika feritů a příbuzných magnetických kysličníků Antonín A. Vlček: Struktura vlastnosti koordinačních sloučenin C.E. Housecroft,

Více

6.3.2 Periodická soustava prvků, chemické vazby

6.3.2 Periodická soustava prvků, chemické vazby 6.3. Periodická soustava prvků, chemické vazby Předpoklady: 060301 Nejjednodušší atom: vodík s jediným elektronem v obalu. Ostatní prvky mají více protonů v jádře i více elektronů v obalu změny oproti

Více

Struktura atomů a molekul

Struktura atomů a molekul Struktura atomů a molekul Obrazová příloha Michal Otyepka tento text byl vysázen systémem L A TEX2 ε ii Úvod Dokument obsahuje všechny obrázky tak, jak jsou uvedeny ve druhém vydání skript Struktura atomů

Více

Koordinační sloučeniny. Koordinační sloučeniny, dativní vazba, ligandy, názvosloví, tvary komplexů, teorie ligandového pole

Koordinační sloučeniny. Koordinační sloučeniny, dativní vazba, ligandy, názvosloví, tvary komplexů, teorie ligandového pole Koordinační sloučeniny Koordinační sloučeniny, dativní vazba, ligandy, názvosloví, tvary komplexů, teorie ligandového pole 16. března 2017 1 / 18 Koordinační sloučeniny Koordinační sloučeniny jsou známy

Více

Kapacita. Gaussův zákon elektrostatiky

Kapacita. Gaussův zákon elektrostatiky Kapacita Dosud jsme se zabývali vztahy mezi náboji ve vakuu. Prostředí mezi náboji jsme charakterizovali permitivitou ε a uvedli jsme, že ve vakuu je ε = 8,854.1-1 C.V -1.m -1. V této kapitole se budeme

Více

Orbitaly, VSEPR 1 / 18

Orbitaly, VSEPR 1 / 18 rbitaly, VSEPR Rezonanční struktury, atomové a molekulové orbitaly, hybridizace, určování tvaru molekuly pomocí teorie VSEPR, úvod do symetrie molekul, dipólový moment 1 / 18 Formální náboj Rozdíl mezi

Více

Orbitaly, VSEPR. Zdeněk Moravec, 16. listopadu / 21

Orbitaly, VSEPR. Zdeněk Moravec,  16. listopadu / 21 rbitaly, VSEPR Rezonanční struktury, atomové a molekulové orbitaly, hybridizace, určování tvaru molekuly pomocí teorie VSEPR, úvod do symetrie molekul, dipólový moment Zdeněk Moravec, http://z-moravec.net

Více

37 MOLEKULY. Molekuly s iontovou vazbou Molekuly s kovalentní vazbou Molekulová spektra

37 MOLEKULY. Molekuly s iontovou vazbou Molekuly s kovalentní vazbou Molekulová spektra 445 37 MOLEKULY Molekuly s iontovou vazbou Molekuly s kovalentní vazbou Molekulová spektra Soustava stabilně vázaných atomů tvoří molekulu. Podle počtu atomů hovoříme o dvoj-, troj- a více atomových molekulách.

Více

Emisní spektrální čáry atomů. Úvod do teorie a dvě praktické aplikace

Emisní spektrální čáry atomů. Úvod do teorie a dvě praktické aplikace Emisní spektrální čáry atomů. Úvod do teorie a dvě praktické aplikace Ing. Pavel Oupický Oddělení optické diagnostiky, Turnov Ústav fyziky plazmatu AV ČR, v.v.i., Praha Úvod Teorie vzniku a kvantifikace

Více

Elektronový obal atomu

Elektronový obal atomu Elektronový obal atomu Vlnění o frekvenci v se může chovat jako proud částic (kvant - fotonů) o energii E = h.v Částice pohybující se s hybností p se může chovat jako vlna o vlnové délce λ = h/p Kde h

Více

3. Středoškolská stereometrie v anaglyfech

3. Středoškolská stereometrie v anaglyfech 3. Středoškolská stereometrie v anaglyfech V předchozích dvou kapitolách jsme zjistili, jak se zobrazují tělesa ve středovém promítání a hlavně v lineární perspektivě, a jak pomocí těchto promítání vytvořit

Více

Jméno autora: Mgr. Ladislav Kažimír Datum vytvoření: 08.03.2013 Číslo DUMu: VY_32_INOVACE_09_Ch_OB Ročník: I. Vzdělávací oblast: Přírodovědné

Jméno autora: Mgr. Ladislav Kažimír Datum vytvoření: 08.03.2013 Číslo DUMu: VY_32_INOVACE_09_Ch_OB Ročník: I. Vzdělávací oblast: Přírodovědné Jméno autora: Mgr. Ladislav Kažimír Datum vytvoření: 08.03.2013 Číslo DUMu: VY_32_INOVACE_09_Ch_OB Ročník: I. Vzdělávací oblast: Přírodovědné vzdělávání Vzdělávací obor: Chemie Tematický okruh: Obecná

Více

Teorie hybridizace. Vysvětluje vznik energeticky rovnocenných kovalentních vazeb a umožňuje předpovědět prostorový tvar molekul.

Teorie hybridizace. Vysvětluje vznik energeticky rovnocenných kovalentních vazeb a umožňuje předpovědět prostorový tvar molekul. Chemická vazba co je chemická vazba charakteristiky chemické vazby jak vzniká vazba znázornění chemické vazby kovalentní a koordinační vazba vazba σ a π jednoduchá, dvojná a trojná vazba polarita vazby

Více

Jméno autora: Mgr. Ladislav Kažimír Datum vytvoření: 23.01.2013 Číslo DUMu: VY_32_INOVACE_06_Ch_OB Ročník: I. Vzdělávací oblast: Přírodovědné

Jméno autora: Mgr. Ladislav Kažimír Datum vytvoření: 23.01.2013 Číslo DUMu: VY_32_INOVACE_06_Ch_OB Ročník: I. Vzdělávací oblast: Přírodovědné Jméno autora: Mgr. Ladislav Kažimír Datum vytvoření: 23.01.2013 Číslo DUMu: VY_32_INOVACE_06_Ch_OB Ročník: I. Vzdělávací oblast: Přírodovědné vzdělávání Vzdělávací obor: Chemie Tematický okruh: Obecná

Více

Světlo v multimódových optických vláknech

Světlo v multimódových optických vláknech Světlo v multimódových optických vláknech Tomáš Tyc Ústav teoretické fyziky a astrofyziky, Masarykova univerzita, Kotlářská 2, 61137 Brno Úvod Optické vlákno je pozoruhodný fyzikální systém: téměř dokonalý

Více

Organická chemie - úvod

Organická chemie - úvod rganická chemie - úvod Trocha historie Původní dělení hmoty: Neživá anorganická Živá organická Rozdělení chemie na organickou a anorganickou objevy a isolace látek z přírodních materiálů.w.scheele(1742-1786):

Více

Nukleární magnetická rezonance (NMR)

Nukleární magnetická rezonance (NMR) Nukleární magnetická rezonance (NMR) Nukleární magnetické rezonance (NMR) princip ZDROJ E = h. elektro-magnetické záření E energie záření h Plankova konstanta frekvence záření VZOREK E E 1 E 0 DETEKTOR

Více

Překryv orbitalů. Vznik vazby překryvem orbitalů na dvou různých atomech A, B Obsazeno dvojicí elektronů Ψ = Ψ A Ψ Β

Překryv orbitalů. Vznik vazby překryvem orbitalů na dvou různých atomech A, B Obsazeno dvojicí elektronů Ψ = Ψ A Ψ Β Překryv orbitalů Vznik vazby překryvem orbitalů na dvou různých atomech A, B Obsazeno dvojicí elektronů Ψ = Ψ A Ψ Β Podmínky překryvu: Vhodná symetrie, znaménko vlnové funkce Vhodná energie, srovnatelná,

Více

ATOM VÝVOJ PŘEDSTAV O SLOŽENÍ A STRUKTUŘE ATOMU

ATOM VÝVOJ PŘEDSTAV O SLOŽENÍ A STRUKTUŘE ATOMU Předmět: Ročník: Vytvořil: Datum: CHEMIE PRVNÍ Mgr. Tomáš MAŇÁK 20. říjen 202 Název zpracovaného celku: ATOM VÝVOJ PŘEDSTAV O SLOŽENÍ A STRUKTUŘE ATOMU Leukippos, Démokritos (5. st. př. n. l.; Řecko).

Více

Dekapling, koherentní transfer polarizace, nukleární Overhauserův jev

Dekapling, koherentní transfer polarizace, nukleární Overhauserův jev Dekapling Dekapling, koherentní transfer polarizace, nukleární Overhauserův jev Dekaplingem rozumíme odstranění vlivu J-vazby XA na na spektra jader A působením dalšího radiofrekvenčního pole ( ω X )na

Více

Bc. Miroslava Wilczková

Bc. Miroslava Wilczková KOMPLEXNÍ SLOUČENINY Bc. Miroslava Wilczková Komplexní sloučeniny Začal studovat Alfred Werner. Na základě získaných chemických a fyzikálních vlastností objasnil základní rysy jejich vnitřní struktury,

Více

Polymorfismus kovů Při změně podmínek (zejména teploty), nebo např.mechanickým působením změna krystalické struktury.

Polymorfismus kovů Při změně podmínek (zejména teploty), nebo např.mechanickým působením změna krystalické struktury. Struktura kovů Kovová vazba Krystalová mříž: v uzlových bodech kationy (pro atom H: m jádro :m obal = 2000:1), Mezi kationy: delokalizovaný elektronový plyn, vyplňuje celé kovu těleso. Hmotu udržuje elektrostatická

Více

Teorie chemické vazby a molekulární geometrie Molekulární geometrie VSEPR

Teorie chemické vazby a molekulární geometrie Molekulární geometrie VSEPR Geometrie molekul Lewisovy vzorce poskytují informaci o tom které atomy jsou spojeny vazbou a o jakou vazbu se jedná (topologie molekuly). Geometrické uspořádání molekuly je charakterizováno: Délkou vazeb

Více

FYZIKA 4. ROČNÍK. Kvantová fyzika. Fotoelektrický jev (FJ)

FYZIKA 4. ROČNÍK. Kvantová fyzika. Fotoelektrický jev (FJ) Stěny černého tělesa mohou vysílat záření jen po energetických kvantech (M.Planck-1900). Velikost kvanta energie je E = h f f - frekvence záření, h - konstanta Fotoelektrický jev (FJ) - dopadající záření

Více

Atom vodíku. Nejjednodušší soustava: p + e Řešitelná exaktně. Kulová symetrie. Potenciální energie mezi p + e. e =

Atom vodíku. Nejjednodušší soustava: p + e Řešitelná exaktně. Kulová symetrie. Potenciální energie mezi p + e. e = Atom vodíku Nejjednodušší soustava: p + e Řešitelná exaktně Kulová symetrie Potenciální energie mezi p + e V 2 e = 4πε r 0 1 Polární souřadnice využití kulové symetrie atomu Ψ(x,y,z) Ψ(r,θ, φ) x =? y=?

Více

PŮVOD BARVY U NEVODIČŮ A ČISTÝCH POLOVODIČŮ (KŘEMÍK, GALENIT, RUMĚLKA, DIAMANT)

PŮVOD BARVY U NEVODIČŮ A ČISTÝCH POLOVODIČŮ (KŘEMÍK, GALENIT, RUMĚLKA, DIAMANT) PŮVOD BARVY U NEVODIČŮ A ČISTÝCH POLOVODIČŮ (KŘEMÍK, GALENIT, RUMĚLKA, DIAMANT) Martin Julínek Ústav fyzikální a spotřební chemie, Fakulta chemická VUT v Brně Purkyňova 118, 612 00 Brno, e-mail: julinek@fch.vutbr.cz

Více

INFORMACE NRL č. 12/2002 Magnetická pole v okolí vodičů protékaných elektrickým proudem s frekvencí 50 Hz. I. Úvod

INFORMACE NRL č. 12/2002 Magnetická pole v okolí vodičů protékaných elektrickým proudem s frekvencí 50 Hz. I. Úvod INFORMACE NRL č. 12/2 Magnetická pole v okolí vodičů protékaných elektrickým proudem s frekvencí Hz I. Úvod V poslední době se stále častěji setkáváme s dotazy na vliv elektromagnetického pole v okolí

Více

Molekuly 2. Víceatomové molekuly s jedním centrálním atomem. Hybridizace. Hybridizace sp 3. Hybridizace

Molekuly 2. Víceatomové molekuly s jedním centrálním atomem. Hybridizace. Hybridizace sp 3. Hybridizace Molekuly 2 Víceatomové molekuly s jedním centrálním atomem u tříatomových molekul se uplatňuje směr vazby dvě atomové spojnice (vazby) svírají vazebný úhel O ybridizace MOLCAO se v empirických úvahách

Více

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE Atomová spektrometrie valenčních e - 1. OES (AES). AAS 3. AFS 1 Atomová spektra čárová spektra Tok záření P - množství zářivé energie (Q E ) přenesené od zdroje za jednotku času.

Více

Autor: Tomáš Galbička www.nasprtej.cz Téma: Názvosloví komplexních sloučenin Ročník: 2.

Autor: Tomáš Galbička www.nasprtej.cz Téma: Názvosloví komplexních sloučenin Ročník: 2. Názvosloví komplexních sloučenin Co je třeba znát? Koncovky u oxidačních čísel: I -ný III -itý V -ičný/-ečný VII -istý II -natý IV -ičitý VI -ový VIII -ičelý Ligandy Ligand = částice (atom, molekula, iont),

Více

Intervalové stromy. Představme si, že máme posloupnost celých čísel p 0, p 1,... p N 1, se kterou budeme. 1. Změna jednoho čísla v posloupnosti.

Intervalové stromy. Představme si, že máme posloupnost celých čísel p 0, p 1,... p N 1, se kterou budeme. 1. Změna jednoho čísla v posloupnosti. Intervalové stromy Představme si, že máme posloupnost celých čísel p 0, p 1,... p N 1, se kterou budeme průběžně provádět tyto dvě operace: 1. Změna jednoho čísla v posloupnosti. 2. Zjištění součtu čísel

Více

Chemická vazba. John Dalton Amadeo Avogadro

Chemická vazba. John Dalton Amadeo Avogadro Chemická vazba John Dalton 1766-1844 Amadeo Avogadro 1776-1856 Výpočet molekuly 2, metoda valenční vazby Walter eitler 1904-1981 Fritz W. London 1900-1954 Teorie molekulových orbitalů Friedrich und 1896-1997

Více

Jak pracovat s absolutními hodnotami

Jak pracovat s absolutními hodnotami Jak pracovat s absolutními hodnotami Petr Matyáš 1 Co to je absolutní hodnota Absolutní hodnota čísla a, dále ji budeme označovat výrazem a, je jeho vzdálenost od nuly na ose x, tedy je to vždy číslo kladné.

Více

Komplexní částice (koordinační)

Komplexní částice (koordinační) Komplexní částice (koordinační) - komplexní částice (ionty, molekuly ) vznikají koordinací ligandu na centrální atom vzniká donor-akceptorová kovalentní vazba kovalentní vazba lišící se pouze mechanismem

Více

2 Spojité modely rozhodování

2 Spojité modely rozhodování 2 Spojité modely rozhodování Jak již víme z přednášky, diskrétní model rozhodování lze zapsat ve tvaru úlohy hodnocení variant: f(a i ) max, a i A = {a 1, a 2,... a p }, kde f je kriteriální funkce a A

Více

Kapka kapaliny na hladině kapaliny

Kapka kapaliny na hladině kapaliny JEVY NA ROZHRANÍ TŘÍ PROSTŘEDÍ Kapka kapaliny na hladině kapaliny Na hladinu (viz obr. 11) kapaliny (1), nad níž je plynné prostředí (3), kápneme kapku jiné kapaliny (2). Vzniklé tři povrchové vrstvy (kapalina

Více

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE doc. Ing. David MILDE, Ph.D. tel.: 585634443 E-mail: david.milde@upol.cz (c) -017 Doporučená literatura Černohorský T., Jandera P.: Atomová spektrometrie. Univerzita Pardubice 1997.

Více

Molekuly 1 12/4/2011. Molekula definice IUPAC. Molekuly. Proč existují molekuly? Kosselův model. Představy o molekulách

Molekuly 1 12/4/2011. Molekula definice IUPAC. Molekuly. Proč existují molekuly? Kosselův model. Představy o molekulách 1/4/011 Molekuly 1 Molekula definice IUPC elektricky neutrální entita sestávající z více nežli jednoho atomu. Přesně, molekula, v níž je počet atomů větší nežli jedna, musí odpovídat snížení na ploše potenciální

Více

ABSORPČNÍ A LUMINISCENČNÍ SPEKTROMETRIE V UV/Vis OBLASTI SPEKTRA

ABSORPČNÍ A LUMINISCENČNÍ SPEKTROMETRIE V UV/Vis OBLASTI SPEKTRA ABSORPČNÍ A LUMINISCENČNÍ SPEKTROMETRIE V UV/Vis OBLASTI SPEKTRA -2014 ABSORPČNÍ SPEKTROMETRIE ACH/IM 1 Absorpce záření ve Vis oblasti Při dopadu bílého světla na vzorek může být záření zcela odraženo

Více

Regulární matice. Věnujeme dále pozornost zejména čtvercovým maticím.

Regulární matice. Věnujeme dále pozornost zejména čtvercovým maticím. Regulární matice Věnujeme dále pozornost zejména čtvercovým maticím. Věta. Pro každou čtvercovou matici A = (a ij ) řádu n nad tělesem (T, +, ) jsou následující podmínky ekvivalentní: (i) Řádky matice

Více

Pokroky matematiky, fyziky a astronomie

Pokroky matematiky, fyziky a astronomie Pokroky matematiky, fyziky a astronomie Antonín Bohun Elektronová emise, luminiscence a zbarvení iontových krystalů Pokroky matematiky, fyziky a astronomie, Vol. 6 (1961), No. 3, 150--153 Persistent URL:

Více

SBÍRKA ŘEŠENÝCH FYZIKÁLNÍCH ÚLOH

SBÍRKA ŘEŠENÝCH FYZIKÁLNÍCH ÚLOH SBÍRKA ŘEŠENÝCH FYZIKÁLNÍCH ÚLOH MECHANIKA MOLEKULOVÁ FYZIKA A TERMIKA ELEKTŘINA A MAGNETISMUS KMITÁNÍ A VLNĚNÍ OPTIKA FYZIKA MIKROSVĚTA ATOM, ELEKTRONOVÝ OBAL 1) Sestavte tabulku: a) Do prvního sloupce

Více

11. Geometrická optika

11. Geometrická optika Trivium z optiky 83 Geometrická optika V této a v následující kapitole se budeme zabývat studiem světla v situacích, kdy je možno zanedbat jeho vlnový charakter V tomto ohledu se obě kapitoly podstatně

Více

Geometrie zakřiveného prostoru aplikace s fyzikální tématikou

Geometrie zakřiveného prostoru aplikace s fyzikální tématikou Gymnázium Přírodní škola, o p s Geometrie zakřiveného prostoru aplikace s fyzikální tématikou Jan Pokorný Petr Martiška, Vojtěch Žák 1 11 2012 Obsah 1 Úvod 3 2 Teoretické základy a použité metody 4 21

Více

Analýza výsledků testu čtenářské gramotnosti v PRO23 2010/11

Analýza výsledků testu čtenářské gramotnosti v PRO23 2010/11 Analýza výsledků testu čtenářské gramotnosti v PRO23 2010/11 Zpracoval: www.scio.cz, s.r.o. (15. 2. 2012) Datové podklady: výsledky a dotazníky z PRO23, test čtenářské gramotnosti, www.scio.cz, s.r.o.

Více

4. Magnetické pole. 4.1. Fyzikální podstata magnetismu. je silové pole, které vzniká v důsledku pohybu elektrických nábojů

4. Magnetické pole. 4.1. Fyzikální podstata magnetismu. je silové pole, které vzniká v důsledku pohybu elektrických nábojů 4. Magnetické pole je silové pole, které vzniká v důsledku pohybu elektrických nábojů 4.1. Fyzikální podstata magnetismu Magnetické pole vytváří permanentní (stálý) magnet, nebo elektromagnet. Stálý magnet,

Více

John Dalton Amadeo Avogadro

John Dalton Amadeo Avogadro Spojením atomů vznikají molekuly... John Dalton 1766 1844 Amadeo Avogadro 1776 1856 Výpočet molekuly 2, metoda valenční vazby Walter eitler 1904 1981 Fritz W. London 1900 1954 Teorie molekulových orbitalů

Více

Několik poznámek na téma lineární algebry pro studenty fyzikální chemie

Několik poznámek na téma lineární algebry pro studenty fyzikální chemie Několik poznámek na téma lineární algebry pro studenty fyzikální chemie Jiří Kolafa Vektory. Vektorový prostor Vektor je často zaveden jako n-tice čísel, (v,..., v n ), v i R (pro reálný vektorový prostor);

Více

Mechatronické systémy s krokovými motory

Mechatronické systémy s krokovými motory Mechatronické systémy s krokovými motory V současné technické praxi v oblasti řídicí, výpočetní a regulační techniky se nejvíce používají krokové a synchronní motorky malých výkonů. Nejvíce máme možnost

Více

způsobují ji volné elektrony, tzv. vodivostní valenční elektrony jsou vázány, nemohou být nosiči proudu

způsobují ji volné elektrony, tzv. vodivostní valenční elektrony jsou vázány, nemohou být nosiči proudu Vodivost v pevných látkách způsobují ji volné elektrony, tzv. vodivostní valenční elektrony jsou vázány, nemohou být nosiči proudu Pásový model atomu znázorňuje energetické stavy elektronů elektrony mohou

Více

Víceatomové molekuly s jedním centrálním atomem

Víceatomové molekuly s jedním centrálním atomem Molekuly 2 Víceatomové molekuly s jedním centrálním atomem l u tříatomových molekul se uplatňuje směr vazby l dvě atomové spojnice (vazby) svírají vazebný úhel O H H Hybridizace l MO-LCAO se v empirických

Více

Ing. Stanislav Jakoubek

Ing. Stanislav Jakoubek Ing. Stanislav Jakoubek Číslo DUMu III/2-3-3-01 III/2-3-3-02 III/2-3-3-03 III/2-3-3-04 III/2-3-3-05 III/2-3-3-06 III/2-3-3-07 III/2-3-3-08 Název DUMu Elektrický náboj a jeho vlastnosti Silové působení

Více

Organická chemie - úvod

Organická chemie - úvod rganická chemie - úvod Trocha historie Původní dělení hmoty: Neživá anorganická Živá organická Rozdělení chemie na organickou a anorganickou objevy a isolace látek z přírodních materiálů.w.scheele(1742-1786):

Více

4.4.3 Galvanické články

4.4.3 Galvanické články ..3 Galvanické články Předpoklady: 01 Zapíchnu do citrónu dva plíšky z různých kovů mezi kovy se objeví napětí (měřitelné voltmetrem) získal jsem baterku, ale žárovku nerozsvítím (citrobaterie dává pouze

Více

KGG/STG Statistika pro geografy

KGG/STG Statistika pro geografy KGG/STG Statistika pro geografy 10. Mgr. David Fiedor 27. dubna 2015 Nelineární závislost - korelační poměr užití v případě, kdy regresní čára není přímka, ale je vyjádřena složitější matematickou funkcí

Více

Klasifikace struktur

Klasifikace struktur Klasifikace struktur typ vazby iontové, kovové, kovalentní, molekulové homodesmické x heterodesmické stechiometrie prvky, binární: X, X, m X n, ternární: m B k X n,... Title page symetrie prostorové grupy

Více

Kapitoly z fyzikální chemie KFC/KFCH. VII. Spektroskopie a fotochemie

Kapitoly z fyzikální chemie KFC/KFCH. VII. Spektroskopie a fotochemie Kapitoly z fyzikální chemie KFC/KFCH VII. Spektroskopie a fotochemie Karel Berka Univerzita Palackého v Olomouci Katedra Fyzikální chemie karel.berka@upol.cz Spektroskopie Analýza světla Excitované Absorbované

Více

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA INFORMAČNÍCH TECHNOLOGIÍ. Uživatelská příručka k programu FloodFilling Art

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA INFORMAČNÍCH TECHNOLOGIÍ. Uživatelská příručka k programu FloodFilling Art VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA INFORMAČNÍCH TECHNOLOGIÍ Uživatelská příručka k programu FloodFilling Art Autor: Jan Bílek e-mail: xbilek14@stud.fit.vutbr.cz 8. 4. 2009 Obsah 1 Princip vytváření

Více

Funkce zadané implicitně

Funkce zadané implicitně Kapitola 8 Funkce zadané implicitně Začneme několika příklady. Prvním je známá rovnice pro jednotkovou kružnici x 2 + y 2 1 = 0. Tato rovnice popisuje křivku, kterou si však nelze představit jako graf

Více

Základní vlastnosti elektrostatického pole, probrané v minulých hodinách, popisují dvě diferenciální rovnice : konzervativnost el.

Základní vlastnosti elektrostatického pole, probrané v minulých hodinách, popisují dvě diferenciální rovnice : konzervativnost el. Aplikace Gaussova zákona ) Po sestavení základní ovnice elektostatiky Základní vlastnosti elektostatického pole, pobané v minulých hodinách, popisují dvě difeenciální ovnice : () ot E konzevativnost el.

Více

R10 F Y Z I K A M I K R O S V Ě T A. R10.1 Fotovoltaika

R10 F Y Z I K A M I K R O S V Ě T A. R10.1 Fotovoltaika Fyzika pro střední školy II 84 R10 F Y Z I K A M I K R O S V Ě T A R10.1 Fotovoltaika Sluneční záření je spojeno s přenosem značné energie na povrch Země. Její velikost je dána sluneční neboli solární

Více

λ, (20.1) 3.10-6 infračervené záření ultrafialové γ a kosmické mikrovlny

λ, (20.1) 3.10-6 infračervené záření ultrafialové γ a kosmické mikrovlny Elektromagnetické vlny Optika, část fyziky zabývající se světlem, patří spolu s mechanikou k nejstarším fyzikálním oborům. Podle jedné ze starověkých teorií je světlo vyzařováno z oka a oko si jím ohmatává

Více

KALENDÁŘOVÉ ÚLOHY PRO TALENTY, vč. metodického listu. doc. PhDr. Marta Volfová, CSc.

KALENDÁŘOVÉ ÚLOHY PRO TALENTY, vč. metodického listu. doc. PhDr. Marta Volfová, CSc. KALENDÁŘOVÉ ÚLOHY PRO TALENTY, vč. metodického listu doc. PhDr. Marta Volfová, CSc. Centrum talentů M&F&I, Univerzita Hradec Králové, 2010 Kalendářové úlohy jsou zahaleny určitou tajemností a přitahují

Více

Matematika kr sy. 5. kapitola. V hoda pr ce s grupami

Matematika kr sy. 5. kapitola. V hoda pr ce s grupami 5. kapitola Matematika kr sy V hoda pr ce s grupami Původním úkolem geometrie byl popis různých objektů a vztahů, pozorovaných v okolním světě. Zrakem vnímáme nejen struktury tvaru objektů, všímáme si

Více

Matice se v některých publikacích uvádějí v hranatých závorkách, v jiných v kulatých závorkách. My se budeme držet zápisu s kulatými závorkami.

Matice se v některých publikacích uvádějí v hranatých závorkách, v jiných v kulatých závorkách. My se budeme držet zápisu s kulatými závorkami. Maticové operace Definice Skalár Představme si nějakou množinu, jejíž prvky lze sčítat a násobit. Pěkným vzorem jsou čísla, která už známe od mala. Prvky takové množiny nazýváme skaláry. Matice Matice

Více

Hamiltonián popisující atom vodíku ve vnějším magnetickém poli:

Hamiltonián popisující atom vodíku ve vnějším magnetickém poli: Orbitální a spinový magnetický moment a jejich interakce s vnějším polem Vše na příkladu atomu H: Elektron (e - ) a jádro (u atomu H pouze p + ) mají vlastní magnetický moment (= spin). Tyto dva dipóly

Více

Jiří Brus. (Verze 1.0.1-2005) (neupravená a neúplná)

Jiří Brus. (Verze 1.0.1-2005) (neupravená a neúplná) Jiří Brus (Verze 1.0.1-2005) (neupravená a neúplná) Ústav makromolekulární chemie AV ČR, Heyrovského nám. 2, Praha 6 - Petřiny 162 06 e-mail: brus@imc.cas.cz Transverzální magnetizace, která vykonává precesi

Více

5.4.1 Mnohostěny. Předpoklady:

5.4.1 Mnohostěny. Předpoklady: 5.4.1 Mnohostěny Předpoklady: Geometrické těleso je prostorově omezený geometrický útvar, jehož hranicí je uzavřená plocha. Hranoly Je dán n-úhelník A... 1A2 A n (řídící n-úhelník) ležící v rovině ρ a

Více

6. T e s t o v á n í h y p o t é z

6. T e s t o v á n í h y p o t é z 6. T e s t o v á n í h y p o t é z Na základě hodnot z realizace náhodného výběru činíme rozhodnutí o platnosti hypotézy o hodnotách parametrů rozdělení nebo o jeho vlastnostech. Používáme k tomu vhodně

Více

GRAFY A GRAFOVÉ ALGORITMY

GRAFY A GRAFOVÉ ALGORITMY KATEDRA INFORMATIKY PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA UNIVERZITA PALACKÉHO GRAFY A GRAFOVÉ ALGORITMY ARNOŠT VEČERKA VÝVOJ TOHOTO UČEBNÍHO TEXTU JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ

Více

ISO 400 1/250 sekundy f/2,8 ohnisko 70 mm. 82 CANON EOS 550D: Od momentek k nádherným snímkům

ISO 400 1/250 sekundy f/2,8 ohnisko 70 mm. 82 CANON EOS 550D: Od momentek k nádherným snímkům 4 ISO 400 1/250 sekundy f/2,8 ohnisko 70 mm 82 CANON EOS 550D: Od momentek k nádherným snímkům Kreativní zóna DOSTAŇTE SE NA VYŠŠÍ ÚROVEŇ Kreativní zóna je název, který Canon vybral pro pokročilejší fotografické

Více

Moravské gymnázium Brno s.r.o. RNDr. Miroslav Štefan

Moravské gymnázium Brno s.r.o. RNDr. Miroslav Štefan Číslo projektu Název školy Autor Tematická oblast Ročník CZ.1.07/1.5.00/34.0743 Moravské gymnázium Brno s.r.o. RNDr. Miroslav Štefan Chemie ATOM 1. ročník Datum tvorby 11.10.2013 Anotace a) určeno pro

Více

(Auto)korelační funkce. 2. 11. 2015 Statistické vyhodnocování exp. dat M. Čada www.fzu.cz/ ~ cada

(Auto)korelační funkce. 2. 11. 2015 Statistické vyhodnocování exp. dat M. Čada www.fzu.cz/ ~ cada (Auto)korelační funkce 1 Náhodné procesy Korelace mezi náhodnými proměnnými má široké uplatnění v elektrotechnické praxi, kde se snažíme o porovnávání dvou signálů, které by měly být stejné. Příkladem

Více

PLANIMETRIE, KONSTRUKČNÍ ÚLOHY V ROVINĚ

PLANIMETRIE, KONSTRUKČNÍ ÚLOHY V ROVINĚ PLANIMETRIE, KONSTRUKČNÍ ÚLOHY V ROVINĚ Gymnázium Jiřího Wolkera v Prostějově Výukové materiály z matematiky pro vyšší gymnázia Autoři projektu Student na prahu 21. století - využití ICT ve vyučování matematiky

Více

GEOMETRICKÁ TĚLESA. Mnohostěny

GEOMETRICKÁ TĚLESA. Mnohostěny GEOMETRICKÁ TĚLESA Geometrické těleso je prostorový geometrický útvar, který je omezený (ohraničený), tato hranice mu náleží. Jeho povrch tvoří rovinné útvary a také různé složitější plochy. Geometrická

Více

Euklidovský prostor Stručnější verze

Euklidovský prostor Stručnější verze [1] Euklidovský prostor Stručnější verze definice Eulidovského prostoru kartézský souřadnicový systém vektorový součin v E 3 vlastnosti přímek a rovin v E 3 a) eprostor-v2, 16, b) P. Olšák, FEL ČVUT, c)

Více

Některé zákony rozdělení pravděpodobnosti. 1. Binomické rozdělení

Některé zákony rozdělení pravděpodobnosti. 1. Binomické rozdělení Přednáška 5/1 Některé zákony rozdělení pravděpodobnosti 1. Binomické rozdělení Předpoklady: (a) pst výskytu jevu A v jediném pokuse P (A) = π, (b) je uskutečněno n pokusů, (c) pokusy jsou nezávislé, tj.

Více

9. Úvod do teorie PDR

9. Úvod do teorie PDR 9. Úvod do teorie PDR A. Základní poznatky o soustavách ODR1 Diferenciální rovnici nazveme parciální, jestliže neznámá funkce závisí na dvou či více proměnných (příslušná rovnice tedy obsahuje parciální

Více

TVORBA VÝROBNÍ DOKUMENTACE CV

TVORBA VÝROBNÍ DOKUMENTACE CV Vysoká škola báňská Technická univerzita Ostrava Fakulta strojní TVORBA VÝROBNÍ DOKUMENTACE CV Návody do cvičení předmětu Výrobní dokumentace v systému CAD Dr. Ing. Jaroslav Melecký Ostrava 2011 Tyto studijní

Více

y = Spočtěte všechny jejich normy (vektor je také matice, typu n 1). Řádková norma (po řádcích sečteme absolutní hodnoty prvků matice a z nich

y = Spočtěte všechny jejich normy (vektor je také matice, typu n 1). Řádková norma (po řádcích sečteme absolutní hodnoty prvků matice a z nich Normy matic Příklad 1 Je dána matice A a vektor y: A = 2 0 3 4 3 2 y = Spočtěte všechny jejich normy (vektor je také matice, typu n 1). Ověřte, že platí Ay A y (1) Ay = (4, 14, 2) T 2 2 Frobeniova norma

Více

Protonové číslo Z - udává počet protonů v jádře atomu, píše se jako index vlevo dole ke značce prvku

Protonové číslo Z - udává počet protonů v jádře atomu, píše se jako index vlevo dole ke značce prvku Stavba jádra atomu Protonové Z - udává protonů v jádře atomu, píše se jako index vlevo dole ke značce prvku Neutronové N - udává neutronů v jádře atomu Nukleonové A = Z + N, udává nukleonů (protony + neutrony)

Více

1. jarní série. Barevné úlohy

1. jarní série. Barevné úlohy Téma: Datumodeslání: 1. jarní série Barevné úlohy ½ º ÒÓÖ ¾¼½¼ ½º ÐÓ Ó Ýµ Háňa má krychli, jejíž stěny jsou tvořeny barevnými skly. Když se Háňa na svou kostku podívá jako na obrázku, vidí v každé ze sedmi

Více

Předmět: Technická fyzika III.- Jaderná fyzika. Název semestrální práce: OBECNÁ A SPECIÁLNÍ TEORIE RELATIVITY. Obor:MVT Ročník:II.

Předmět: Technická fyzika III.- Jaderná fyzika. Název semestrální práce: OBECNÁ A SPECIÁLNÍ TEORIE RELATIVITY. Obor:MVT Ročník:II. Předmět: Technická fyzika III.- Jaderná fyzika Název semestrální práce: OBECNÁ A SPECIÁLNÍ TEORIE RELATIVITY Jméno:Martin Fiala Obor:MVT Ročník:II. Datum:16.5.2003 OBECNÁ TEORIE RELATIVITY Ekvivalence

Více

Ideální krystalová mřížka periodický potenciál v krystalu. pásová struktura polovodiče

Ideální krystalová mřížka periodický potenciál v krystalu. pásová struktura polovodiče Cvičení 3 Ideální krystalová mřížka periodický potenciál v krystalu Aplikace kvantové mechaniky pásová struktura polovodiče Nosiče náboje v polovodiči hustota stavů obsazovací funkce, Fermiho hladina koncentrace

Více

Mária Sadloňová. Fajn MATIKA. 150 řešených příkladů (vzorek)

Mária Sadloňová. Fajn MATIKA. 150 řešených příkladů (vzorek) Mária adloňová Fajn MATIKA (nejen) na přijímačky 50 řešených příkladů (vorek) 0 Mgr. Mária adloňová FajnMATIKA (nejen) na přijímačky 50 řešených příkladů (reklamní vorek) Mgr. Mária adloňová, 0 Vydavatel

Více

Regresní a korelační analýza

Regresní a korelační analýza Přednáška STATISTIKA II - EKONOMETRIE Katedra ekonometrie FEM UO Brno kancelář 69a, tel. 973 442029 email:jiri.neubauer@unob.cz Regresní analýza Cíl regresní analýzy: stanovení formy (trendu, tvaru, průběhu)

Více

Struktura elektronového obalu

Struktura elektronového obalu Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/03.0009 Struktura elektronového obalu Představy o modelu atomu se vyvíjely tak, jak se zdokonalovaly možnosti vědy

Více

Úvod do moderní fyziky. lekce 9 fyzika pevných látek (vedení elektřiny v pevných látkách)

Úvod do moderní fyziky. lekce 9 fyzika pevných látek (vedení elektřiny v pevných látkách) Úvod do moderní fyziky lekce 9 fyzika pevných látek (vedení elektřiny v pevných látkách) krystalické pevné látky pevné látky, jejichž atomy jsou uspořádány do pravidelné 3D struktury zvané mřížka, každý

Více

Molekulová absorpční spektrometrie (Spektrometrie ve viditelné a UV oblasti)

Molekulová absorpční spektrometrie (Spektrometrie ve viditelné a UV oblasti) Molekulová absorpční spektrometrie (Spektrometrie ve viditelné a UV oblasti) Využívá se (především) absorpce elektromagnetického záření roztoky stanovovaných látek. Látky jsou přítomny ve formě molekul

Více

Přirovnání. Elektrony = obyvatelé panelového domu Kde bydlí paní Kostková? Musíme udat patro a číslo bytu.

Přirovnání. Elektrony = obyvatelé panelového domu Kde bydlí paní Kostková? Musíme udat patro a číslo bytu. Kvantová čísla Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze. Přirovnání Elektrony = obyvatelé

Více

Tření je přítel i nepřítel

Tření je přítel i nepřítel Tření je přítel i nepřítel VIDEO K TÉMATU: http://www.ceskatelevize.cz/porady/10319921345-rande-s-fyzikou/video/ Tření je v určitých případech i prospěšné. Jde o to, že řada lidí si myslí, že tření má

Více

Veličiny- základní N A. Látkové množství je dáno podílem N částic v systému a Avogadrovy konstanty NA

Veličiny- základní N A. Látkové množství je dáno podílem N částic v systému a Avogadrovy konstanty NA YCHS, XCHS I. Úvod: plán přednášek a cvičení, podmínky udělení zápočtu a zkoušky. Základní pojmy: jednotky a veličiny, základy chemie. Stavba atomu a chemická vazba. Skupenství látek, chemické reakce,

Více

Úloha 1A (5 bodů): vyhovuje Úloha 2A (6 bodů): Obrázek 1 Přelévání mléka

Úloha 1A (5 bodů): vyhovuje Úloha 2A (6 bodů): Obrázek 1 Přelévání mléka Kategorie mladší Úloha 1A (5 bodů): Jako první využijeme Žofinčin postřeh. Díky němu se nám totiž celá úloha podstatně zjednoduší. Žofinka říká, ať nehledáme 6 nezávislých cifer, ale pouze 3. Poznávací

Více

Symetrie molekul a stereochemie

Symetrie molekul a stereochemie Symetrie molekul a stereochemie Symetrie molekul a stereochemie Symetrie molekul Operace symetrie Bodové grupy symetrie Optická aktivita Stereochemie izomerie Symetrie Prvky a operace symetrie výchozí

Více

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE. Úloha 4: Balmerova série vodíku. Abstrakt

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE. Úloha 4: Balmerova série vodíku. Abstrakt FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE Datum měření:.. 00 Úloha 4: Balmerova série vodíku Jméno: Jiří Slabý Pracovní skupina: 4 Ročník a kroužek:. ročník,. kroužek, pondělí 3:30 Spolupracovala: Eliška Greplová

Více

VI. skupina PS, ns 2 np4 Kyslík, síra, selen, tellur, polonium

VI. skupina PS, ns 2 np4 Kyslík, síra, selen, tellur, polonium VI. skupina PS, ns 2 np4 Kyslík, síra, selen, tellur, polonium O a S jsou nekovy (tvoří kovalentní vazby), Se, Te jsou polokovy, Po je typický kov O je druhý nejvíce elektronegativní prvek vytváření oktetové

Více

Stavba atomu. Created with novapdf Printer (www.novapdf.com). Please register to remove this message.

Stavba atomu. Created with novapdf Printer (www.novapdf.com). Please register to remove this message. Stavba atomu Atom je v chemii základní stavební částice, jeho průměr je přibližně 10-10 m. Je složen z jádra a obalu. Atomové jádro obsahuje protony p + (kladný náboj) a neutrony n 0 (neutrální částice).

Více