Колебательный уровень двухатомной молекулы F2
Расчет поступательной, вращательной, колебательной, электронной и большой суммы по состояние двухатомной молекулы при разных температурах. Порядок вычисления колебательного уровня заселённости молекул. Процесс расчета термодинамической функции для моля.
| Рубрика | Химия |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.12.2012 |
| Размер файла | 48,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Расчётная работа по статистической термодинамике
Группа Р-51. Вариант № 4
Для двухатомной молекулы :
Рассчитать поступательную, вращательную, колебательную, электронную и большую сумму по состояниям при температурах 300, 1000, 1500 К;
Вычислить, начиная с какого колебательного уровня заселённость молекулы будет меньше 1% при температурах 800 и 1500 К;
Для моля соответствующего двухатомного газа рассчитать термодинамические функции: внутреннюю энергию, энтальпию, абсолютную энтропию, энергию Гиббса, энергия Гельмгольца, первый приведённый потенциал, изобарную теплоёмкость при стандартных условиях (Т=298К, р0=101325 Па).
Характеристики двухатомной молекулы :
|
Приведённая масса, а.е.м. |
Межатомное расстояние r, в ангстремах |
Частота колебаний, см-1 |
Вращательная постоянная Ве, см-1 |
Терм основного состояния |
|
|
9,49910 |
1.409 |
919,0 |
0.8909 |
1? |
колебательный двухатомный молекула
Задание 1
Рассчитать поступательную, вращательную, колебательную, электронную и большую сумму по состояниям двухатомной молекулы при температурах 700 К, 1300 К, 1800 К.
Частоту колебаний и скорость света считаем в метрах.
Заданы следующие параметры:
|
м |
9,49910 а.е.м. |
|
|
r0 |
1.409 Е = 1,409 Ч 10-10 м |
|
|
ще |
919,0 см-1 = 9,19 м-1 |
|
|
Ве |
0,8909 см-1 = 0.008909 м-1 |
|
|
Терм |
1У |
|
|
p0 |
101325 Па |
|
|
R |
8.314510 Дж Ч К-1 Ч моль-1 |
|
|
NА |
6.0223137 Ч 1023 моль-1 |
|
|
k |
1.380658 Ч 10-23 Дж Ч К-1 |
|
|
h |
6.626075 Ч 10-34 Дж Ч с |
|
|
с |
299792458 м/с |
|
|
Т1 |
300 К |
|
|
Т2 |
1000 К |
|
|
Т3 |
1500 К |
Рассчитаем работу в системе Mathcad:
Рассчитаем массу молекулы по формуле:
Атомная масса (молярная масса) Фосфора равна 30,974 а. е. м. (г/моль)
Рассчитываем поступательную сумму по состояниям:
Рассчитываем вращательную сумму по состояниям:
Рассчитываем колебательную сумму по состояниям:
Рассчитываем электронную сумму по состояниям:
Qel = 1 т.к. Qel=g0 g0=2ЧS+1=2Ч0+1=1 (при любой температуре)
Рассчитываем полную сумму по состояниям:
Рассчитываем большую сумму по состояниям:
Таблица результатов:
|
T |
Qt(T) |
Qr(T) |
Qv(T) |
Qel |
Qtotal(T) |
lnZna |
|
|
Т1 = 300 К |
1.171*10^31 |
2.339*10^6 |
2.268*10^3 |
1 |
6.212*10^40 |
1.697*10^28 |
|
|
Т2 = 1000 К |
2.376*10^32 |
7.796*10^6 |
7.558*10^3 |
1 |
1.4*10^43 |
5.983*10^28 |
|
|
Т3 = 1500 К |
6.547*10^32 |
1.169*10^7 |
1.134*10^4 |
1 |
8.68*10^43 |
9.139*10^28 |
Задание 2
Вычислить, начиная с какого колебательного уровня, заселённость молекул будет менее 1% при температурах 800 К и 1500 К.
Частоту колебаний и скорость света считаем в сантиметрах.
Используя формулу Больцмана
с уровнем энергии
и колебательной суммой по состояниям
, <0.01
Рассчитать экспоненту входящую в это не равенство при T= 800.
При температуре Т = 1000 К заселённость молекул будет менее 1%, начиная с 1-го уровня, а для Т = 1800 К начиная с 2-го уровня.
Задание 3
Для моля соответствующего двухатомного газа рассчитать термодинамические функции: внутреннюю энергию, энтальпию, абсолютную энтропию, энергию Гиббса, энергию Гельмгольца, изобарную теплоёмкость, первый приведённый потенциал.
Частоту колебаний и скорость света считаем в метрах.
Рассчитаем все данные, аналогично заданию 1, но для 298 К:
Внутренняя энергия:
Энтальпия:
Абсолютная энтропия:
Энергия Гельмгольца:
Рассчитаем энергию Гиббса:
Расчёт приведённого потенциала:
Рассчитаем теплоёмкость Ср:
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Расчет параметров молекулы, состоящей из катиона имидазолия и аниона тетрафторобората с помощью программного обеспечения. Получение структуры молекул, распределение электронной плотности по их поверхности. Расположение критических точек связей.
контрольная работа [2,8 M], добавлен 24.11.2013Электронные термы двухатомной молекулы. Переходы между электронно-колебательно-вращательными уровнями, правила отбора. Спектр поглощения йода при увеличении спектрального разрешения. Основные типы многокристальных сборок. Таблица спектральных линий ртути.
контрольная работа [1,0 M], добавлен 08.07.2012Рассмотрение двух физически возможных ситуаций, связанных с вращением вокруг некоей фиксированной точки, а именно - центра: двухатомной молекулы вокруг её центра масс и одного электрона в поле ядра атома водорода. Жесткий ротатор. Уравнение Шредингера.
реферат [94,7 K], добавлен 29.01.2009Электронная модель молекулы. Теория отталкивания электронных пар валентной оболочки. Реакционная способность молекул. Классификация химических реакций. Степени свободы молекулы, их вращательное движение. Описание симметрии колебаний, их взаимодействие.
презентация [230,6 K], добавлен 15.10.2013Свойства воды как наиболее распространенного химического соединения. Структура молекулы воды и атома водорода. Анализ изменения свойств воды под воздействием различных факторов. Схема модели гидроксила, иона гидроксония и молекул перекиси водорода.
реферат [347,0 K], добавлен 06.10.2010Рассмотрение лекарственных препаратов, содержащих ибупрофен. Преимущества и недостатки ибупрофена. Основные квантово-химические свойства молекулы ибупрофена. Распределение электронной плотности внешних валентных электронов в молекуле ибупрофена.
презентация [2,2 M], добавлен 18.03.2018Графическое представление молекул и их свойств - теория графов в химии. Методы расчета топологических индексов. Кодирование химической информации. Оценка реакционной способности молекул. Анализ связи между топологией молекулы и свойствами соединения.
реферат [313,2 K], добавлен 09.12.2013Строение молекул и цвет. Особенности твердого состояния неорганических красителей. Цвет металлов. Молекулы бесцветны, а вещество окрашено. Цвет полярных молекул. Среда воздействует на цвет. Колориметрия.
реферат [1,2 M], добавлен 22.08.2007История изучения химических колебаний. Сущность феномена колебательной химической реакции. Исходные вещества и методы их очистки. Методика получения монооксида углерода. Проведение экспериментов в исследовании систем, содержащих бромиды калия и лития.
дипломная работа [652,7 K], добавлен 04.01.2009Квантово-химический расчет термодинамических данных при полной оптимизации геометрии и оценка количественного содержания наиболее стабильных таутомерных форм молекулы нитрогуанидина при стандартных условиях в газовой фазе с помощью программы GAUSSIAN-03.
курсовая работа [937,6 K], добавлен 08.06.2012