Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni
-Rasm. kompleksining nazariyalar bosqichida hisoblangan optimal geometriyasi 2-Rasm
Yüklə 11,09 Mb. Pdf görüntüsü
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- “Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr.
- ВЛИЯНИЕ pH НА СПЕКТРАЛЬНО-ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА 7- ГИДРОКСИКУМАРИНА
- Концентрационная зависимость спектров поглощения красителя №5s в воде+NaOH pog+lum. 0 4000 8000
|
1-Rasm.
kompleksining nazariyalar bosqichida hisoblangan optimal geometriyasi
va kompleksining nazirayalar bosqichida hisoblangan infraqizil yutilish spektrlari
“Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 217
“ko’priklari” hosil qilishini ko’rish mumkin. Bu VB uzunliklari mos ravishda 2,98588Å va 2,28348Å larga teng bo’lib, o’zaro ta’sir energiyasi 1-formula asosida hisoblanganda
65 , 2 ga teng. Bu esa
2 dagi topilgan qiymat mol kcal 50 , 2 bilan muvofiqdir. ) 1 ( 3 HCl CHF kompleks E E E E
Kompleks hosil bo’lishi natijasida ftoroformning ) ( 1 CH tebranish chastotasi ) ( 1 CH 1 8 . 9 cm
qiymatga yoqori to’lqin soni tomon siljigan bo’lsa, ) ( 2 HCl
1 . 7 . 23 cm ga qiyi to’lqin soni tomon siljigan (2-rasm). Kompleks hosil bo’lishi natijasida ftoroformning ) ( 1 CH valent tebranishining bunday o’zgarishi noodatiy VB mavjudlik sharti bajarilganligidan dalolatdir. Odatiy va noodatiy VB mexanizmlari qo’shma holda olimlar tomonidan atroflicha o’rganilgan
3 . Ushbu HCl CHF 3
kompleksning izolyatsiyalangan va eng kichik energetik holatida garmonik yaqinlashish bilan hisoblangan tebranish chastotalari tegishli ishonchli manbalar bilan solishtirildi va farq 1% dan kam ekanligi aniqlandi 4 , 2 . Ushbu
HCl CHF 3 kompleks uchun umumiy elektron zichliklar taqsimotini GaussView dasturidan foydalanib optimal geometriyaga mos holda simulyatsiya qilindi (3-rasmda). Bu esa kompleksda yuqori elektron zichliklar (qizilga yaqin) elektromanfiyliklari kattaroq bo’lgan atomlarga xosligini va kimyoviy reyaksiyaga moyilligi yuqori bo’lgan hududlarni ham ko’rish imkonini beradi. Ushbu
HCl CHF 3 kompleksdagi noodatiy VB bog’lanishning asosiy sabablari bir qancha omillarga bog’liq. Jumladan, akseptor orbitallarning umumlashishi, gibritlanish, lokal o’zaro ta’sir, molekulalararo orbitallarning yuqori juftlashishi hodisalari noodatiy VB ni hosil bo’lshida ulushlari mavjud ekan. Adabiyotlar: 1. Hobza, P. Spirko, V.Selzle, H. L.Schlag, E. W. J. Phys. Chem. A, Vol.102, (1998). P.2501. 2. R. Gopi, N. Ramanathan, K. Sundararajan, J. Phys. Chem. A Vol.118, (2014). P.5529. 3. Jorly Joseph and Eluvathingal D. Jemmis, J. Am. Chem. Soc. Vol.9. (2007) P.129. 4. Rutkowski, K. S. Melikova, and all. Koll, A. J. Mol. Struct., Vol.880. (2008). P.64−68.
ГИДРОКСИКУМАРИНА Э.Н.Курталиев, Н.Низомов, O. Файзуллаев, А. Ярмухамедов Самаркандский государственный университет
Использование в качестве активных сред в перестраиваемых лазерах на красителях производных кумарина представляет большой интерес. Это обусловлено тем, что соединения данного класса при ламповой накачке обладают хорошими энергетическими характеристиками и высокой фотостабильностью. Существенной особенностью используемых на практике растворов красителей является то, что молекулы растворенного вещества в них находятся в окружении других молекул и взаимодействуют с ними. Причем, эти взаимодействия существенно зависят от ряда факторов, такие как концентрация и температура раствора, природа растворителя и других. Поэтому изучение процессов межмолекулярных взаимодействий в растворах органических красителей, представляет научный и практический 3-Rasm. kompleksi- ning optimal geometriyasiga mos simulatsiya qilingan Van-der Vaal’s radiusi masshtabidagi umumiy elektron zichligi
“Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 218
интерес, прежде всего для дальнейшего расширения области применений, а также целенаправленного синтеза органических люминофоров с заданными спектрально- флуоресцентными свойствами. В данной работе приведены результаты исследования влияния рН среды на спектрально-люминесцентные характеристики 7- гидроксикумарина 4 . В качестве примера на рисунке 1 приведены спектры поглощения и флуоресценции 7- гидроксикумарина по мере добавления различных количеств NaOH. Из рис.1 видно, что добавление небольших количеств NaOH приводит к тому, что интенсивность полосы с максимумом поглощения λ макс =323 нм постепенно падает и в длинноволновой области появляется новая полоса с максимумом поглощения λ макс
=366 нм. Дальнейшее увеличение количества NaOH приводит к усилению наблюдаемого явления.
флуоресценции (1',7') 7- гидроксикумарина в воде (с = 10 -5 М) с добавкой NaOH: 1,1' – 0; 2 – 10 -5 М; 3 –10 -4 М; 4 – 2×10 -4 М; 5 – 5×10 -4 М;
6 –10 -3 М; 7,7' – 10 -1 М NaOH. Рис.2. Спектры поглощения (1-5) и флуоресценции (1'-5') 7- гидроксикумарина в воде (С = 10 -5 М) с добавками HCl: 1,1' – 0; 2,2' –10 -1 М; 3,3' – 2,5×10 -1 М; 4,4' – 5×10 -1
При добавлении серной кислоты форма спектров остается постоянной, происходит батохромный сдвиг полос поглощения и гипсохромный - полос флуоресценции. При переходе от серной к соляной кислоте (HCl), форма спектров поглощения остается постоянной (рис. 2). В спектре флуоресценции при добавлении HCl сначала наблюдается батохромное смещение, одновременно в коротковолновой области появляется новая полоса с λ макс =430 нм. Дальнейшее увеличение количества HCl приводит к тому, что наблюдается флуоресценция с максимумами λ макс = 430 нм и λ макс
= 456 нм. В сильнокислом растворе полоса с λ макс
=456 нм исчезает, а полоса с максимумом λ макс =430 нм уширяется. Квантово-химический анализ распределения зарядов показал, что у молекулы 7- гидроксикумарина на карбонильном кислороде сосредоточен максимальный отрицательный заряд. Это согласуется с наибольшей основностью карбонильного кислорода среди других аналогичных атомов. При возбуждении на нем электронная плотность уменьшается. Однако она уменьшается и у его ближайшего конкурента по основности атома кислорода гидроксильной группы в положении 7, но в большей степени. Поэтому различие в основностях атомов кислорода, карбонильной и гидроксильной групп в возбужденном состоянии возрастает в пользу первой группы. В результате, в возбужденном состоянии она становится еще более чувствительной к электрофильной атаке протоном, чем 7-гидрокси группа. В то же время уменьшение отрицательного заряда на атоме кислорода последней усиливает ее кислотные свойства. Таким образом, в возбужденном состоянии 7–гидроксикумарина создается
4
Исследуемое в работе соединение были синтезировано в Институте органической химии НАН Украины и любезно предоставлено чл.-корр. НАН Украины, д.х.н. А.А.Ищенко, которому авторы выражают глубокую благодарность. Концентрационная зависимость спектров поглощения красителя №5s в воде+NaOH pog+lum. 0 4000 8000 12000 16000 260 340 420 500 Длина волны, нм Ко эффицие нт экстин кции 0.25 0.5 0.75 1 1 2 3 7 6 5 4 7' 1' Инт ен си вност ь флуор ес це нц ии (от н. ед ) Концентрационная зависимость спектров поглощения красителя №5s в воде+HCl. 0 4000 8000 12000 16000 240 340 440 540 Длина волны, нм К оэ ффиц иен т эксти нк ци и 1' 2' 3' 4' 5' 1 2 3 4 5 И нтен сив но сть флу оресцен ци и (отн .ед ) 0.25 0.5 0.75 1 “Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 219
предпосылка для отщепления протона от гидроксильной группы с образованием аниона 1а и для его миграции к карбонильной группе с образованием таутомера 1b. O O O -
1а Подкисление водных растворов 7-гидроксикумарина приводит к образованию катиона 1с в основном состоянии, поскольку он должен поглощать в значительно более длинноволновой области, чем нейтральная форма. Это вытекает из того, что его хромофор стал заряженным и более симметричным за счет появления двух одинаковых ауксохромных гидроксильных групп. По данным квантово-химических расчетов сдвиг полосы 1с по отношению к таковой нейтральной батохромный должен быть меньше, чем у полосы аниона 1а и составлять 38 нм. Данные расчета удовлетворительно передают тенденции в изменении погл макс в ряду 1 - 1а - 1с. O O O H 1b H O
O O H
+
Одновременное существование нескольких форм флуоресценции 7-гидроксикумарина в кислых растворах объясняется тем что, таутомер 1b в возбужденном состоянии может: излучить наиболее длинноволновую люминесценцию (λ макс
=490 нм) без потери протона; отщепить протон с образованием флуоресцирующего аниона 1а в области λ макс =456 нм. В свою очередь, катион 1с помимо собственной флуоресценции с максимумом 430 нм способен также отщепить протон за время жизни возбужденного состояния с образованием таутомера 1b. DPPH ORGANIK RADIKALINING L ANDE FAKTORINI EPR TAJRIBASI YORDAMIDA ANIQLASH U.O’.To’xtayev 1 ., I.A.Mo’minov 2 ., M.N.Yusupov 1 ., A.Yo’ldoshev 1 D.A.Hakimov 1 .,
A.N.Kaxarova 1 ., R.S.Sayfinov 1 (1-SamDU, 2-FarDU) Mazkur tajribaning maqsadi: Spin magnit momentlari va Lande-faktori 𝑔 𝑗 ni aniqlash bo’lganligi sababli, juftlashmagan elektronlarni qarab chiqamiz. Atom yoki molekulaning xarekteristikasini muhokama qilish uchun uning hamma elektronlarini yani bir necha qobiqlaridagi elektonlarni hamda kovalent bog’lanishda ishtirok etivchi elektronlarni hisobga olish kerak bo’ladi. To’lgan qobiqdagi elektronlarning to’liq orbital momentlari nolga teng. Ma’lumki kovalent bog’lanishni hosil qiluvchi ikkita elektronning sipinlari har doim bir-birlariga nisbatan antiparallel va yig’indi burchak momenti ham nolga teng bo’ladi. Bunday holda molekulalar diamagnit bo’ladi. Bu elektronlar juftlashmagan elektron deb qaraladi. Bunday elektronlarga ega bo’lgan moddalar paramagnitli deb ataladi. Bizning DPPN namuna bitta juftlashmagan elektronga ega modda bo’lib, uning orbital magnit momenti L=0, umumiy magnit momenti faqat spini bilan aniqlanadi. Shuning uchun uning spinining Lande-faktori 𝑔 𝑠𝑝𝑖𝑛
= 𝑔 𝑗 , ya’ni bu erkin elektronning Lande-faktori kabi bo’ladi. Bizning DPPN namuna uchun Lande-faktorining nazariy jihatdan kutilgan qiymati (L=0) va S(S=1/2) qiymatlarni hosil qilish mumkin. U holda 𝑔 𝑖 =2 hosil bo’ladi. Ammo
𝑔 𝑗 -ning real qiymati magnit induksiya B ning ta’siri tufayli yuzaga keladigan o’zaro ta’sir hisobiga 2 ga nisbatan katta bo’lishi mumkin. Rezonans sharti bajarilganda, paramagnit moddada elektromagnit nurlanishning intensiv yutilishi kuzatiladi. Bu yutilish rezonans xarakterga ega bo‘lganligi sababli, bunday hodisani paramagnit rezonans (EPR) hodisasi deyiladi. Elektromagnit nurlanishning bunday intensiv yutilishini radiotexnik qurilma qayd qiladi yoki ossillograf ekranida ham kuzatish mumkin. Paramagnit moddada elektromagnit nurlanishning keskin yutilishida modda atomi yuqoriroq energetik sathchaga o‘tadi. “Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 220
Elektron paramagnit rezonans hodisasini kuzatishda Zeeman ajralishidagi komponentalar oralig‘i odatda ishlatiladigan magnit maydonlari uchun bo‘lgan 10 8 10 11 Gs ni tashkil etadi. Chastotaning bunday diapazoniga tegishli bo‘lgan elektromagnit nurlanishlar chastotasini o‘zgartirish tajribalarda texnik jihatdan qiyinchilik tug‘diradi. Shuning uchun magnit maydonni o‘zgartirish kerak bo‘ladi. Magnit maydon o‘zgarganda ajralgan komponentalar oralig‘i ham o‘zgaradi. Paramagnit rezonans hodisasini kuzatish qurilmasining sxemasi elektromagnit va radioapparaturadan iborat (1- rasm). Tekshiriladigan paramagnit modda elektromagnit qutblari
generator (K) yordamida rezonatorda radiochastotali elektromagnit maydon tebranishlari hosil qilinadi. Hosil qilingan elektromagnit nurlanish paramagnit moddaga tushadi. Moddadan o‘tgan nurlanish D detektor va RQ radioqurilma yordamida qayd qilinadi. Tajribalar monoxromatik nurlanish yordamida amalga oshiriladi, ya’ni klistronli generator chiqarayotgan elektromagnit nurlanish chastotasi o‘zgarmas saqlanadi. Magnit maydon esa asta-sekin o‘zgartirib boriladi. Magnit maydonining biror rezonans qiymatida paramagnit moddada nurlanishning yutilishi keskin ortadi. Natijada, paramagnit moddadan o‘tib detektorga yetib kelayotgan nurlanish intensivligi keskin kamayadi. Buni 2-rasmda tasvirlangan nurlanish intensivligi (J) va o‘zgaruvchan magnit maydon kuchlanganligi (H) orasidagi rezonans xarakterdagi bog‘lanish egri chizig‘ining minimumga ega bo‘lishida ko‘rish mumkin. Paramagnit moddada nurlanishning bunday yutilishi paramagnit rezonans hodisasidir. Umuman ajralgan energetik sathchalar orasida bo‘ladigan kvant o‘tishlarni magnit maydonda aniqlashning magnit rezonans metodi magnit momenti aniqlanadigan zarraning turiga bog‘liq ravishda elektron paramagnit rezonansi (EPR) va yadro magnit rezonansi (YaMR) deb aytiladi. Magnit rezonans hodisasi yordamida atom va yadrolarning magnit momentlari, molekula va kristallarning tuzilishi, kimyoviy reaksiyalar kinetikasi, atomlar orasidagi bog‘lanishlar, moddada elektronlarning holati haqida ma’lumotlar olish mumkin. Umuman olganda bu tajriba yordamida Zeeman effekti va Zeeman sathlari o’rtasidagi o’tishlarni tushuntirish mumkin. Ikkita turli atom magnit dipollari mavjud: bu bir tomondan aylanma tok bo’lib, u elementning atom yadrosi atrofida aylanishi bilan paydo bo`ladi. Boshqa tomondan elektron spinga bog`liq magnit momentiga ega. EPR-qurilmasida magnit maydonni bir juft Gelmgols g’altagi yordamida hosil qilish mumkin, g’altak o’rami 𝑤 = 241 va radiusi
048
. 0 tashkil qiladi. Magnit maydon induksiyasini quyidagicha hisoblash mumkin: R I B 0 6445 . 0
I A T B 3 10 07 . 4
Endi Lande faktorini rezonans toki orqali ifodalaymiz: r I A g 565
. 2 O’lchash natijasi: Lande faktorni g-aniqlash rezonans toki I orqali ifodalanishi mumkin. r I A g 565
. 2 Adabiyotlarda quyidagi qiymat berilgan g=2,0037. 0685 .
g
EPR spektr maksimumning yarimkengligini aniqlash. 1-rasm
2-rasm “Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 221
Bizning sinov o’lchashlarimizda ossilografning “X” kanal uchun 0,5 v/sm va “Y” kanal uchun 20 v/sm sezgirlikni tanlab ESR spektr maksimumning yarmidagi to’liq kenglikni aniqlash uchun I 1 va I 2 toklar farqini hisoblash kifoya. 2 1
I I
Shu toklar qiymatidagi magnit maydon induksiyasini teslometr yordamida o’lchab quyidagi formulaga asosan hisoblaymiz: I A T B 3 10 07 . 4 Sinov o’lchashlarda quyidagi natijani oldik: T B A I 3 10 07 . 4 1 . 0
Adabiyotlarda quyidagi qiymat berilgan T B 4 10 8 . 2
Bu tajribaviy natija, adabiyotlarda berilgan ma’lumot bilan unchalik mos emas. Bunga sabab EPR rezonatorning geometrik muvofiqlashtirishdir, ikkita g’altak ideal g’altaklar kabi qullanilmaydi. Aniq natijaga erishish uchun Gelmgolsning kuchli g’altaklaridan foydalanish kerak bo’ladi. Ammo bu tajriba uchun sezilarli darajada katta sarf xarajatlarga olib keladi. Shunga qaramasdan bu eksprementni takomillashtirishda muxokama uchun predmet bo’lib xizmat qiladi.
a) b)
3-rasm. a) Namunaning rezonans spektr va b) DPPH radikalining kimyoviy tuzilishi Izoh: Taxlil qilingan DPPN namuna organik paramagnit matereal hisoblanadi. Bitta turg’un radikalga ega molekulaning magnit momenti “N” ko’prikdagi valent elektronlarning faqat spin momenti bilan aniqlandi. O’lchangan rezonans tokiga I=1.245 A quyidagi qiymatlar mos keladi g=2.02 qiymatga yaqin, kengligi esa 2,7* 10 4 DPPH uchun adabiyotlarda keltirilgan malumotlar: g=2,0037 va yarim kenglik 2,8 *10
4 T Foydalanilgan adabiyotlar ro’yxati: 1. Axmedova G., Mamatqulov O.B., Xolbayex I. Atom fizikasi. – Toshkent: Istiqlol, 2013. – 416 b.
2. Bekjonov R.B., Axmadxo’jayev B. Atom fizikasi. – Toshkent: O’qituvchi, 1979. – 408 b. 3. Savelyev I.V. Umumiy fizika kursi. 2-tom. – Тoshkent: O‘qituvchi, 1975. – 368 b. Yüklə 11,09 Mb. Dostları ilə paylaş:
|