Springen naar inhoud

Energie inhoud berekenen van een molecule


  • Log in om te kunnen reageren

#1

byte

    byte


  • >100 berichten
  • 111 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 09 oktober 2009 - 19:37

Hallo iedereen

graag zou ik kunnen berekenen hoeveel energie een molecule bevat in een bepaalde toestand

net zoals op deze website.

http://wetche.cmbi.r...o/diclrotj.html

kan iemand mij zeggen hoe ik dit zou moeten doen?

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8935 berichten
  • VIP

Geplaatst op 10 oktober 2009 - 14:03

Dat kun je niet zo 1-2-3 berekenen. Dit soort berekeningen zijn gebaseerd op kwantummechanische beschrijvingen van zo'n molecuul. De manier waarop dat gebeurt valt niet binnen 1 topic uit te leggen, het is in ieder geval een zeer specialistisch werkje (en ik ben geen specialist).

Je kunt de relatieve energieŽn van de verschillende conformaties in sommige gevallen wel bepalen met IR (infrarood) of NMR (nuclear magnetic resonance) spectroscopie, maar ook die metingen zijn niet gemakkelijk.

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#3

byte

    byte


  • >100 berichten
  • 111 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 10 oktober 2009 - 18:26

hmm okť

als ik goed begrijp dan ben ik beter af, als ik een paar jaar wacht en me nog wat bezig hou met de "gewone" chemie dan dat ik me hier mee kapot werk.

Ik had trouwens niet verwacht dat het zou moeilijk zou zijn, ik had wel verwacht dat er wat kwantum mechanica aan te pas zou komen, maar dat het zou ingewikkeld ging zijn wist ik niet..

#4

JohnB

    JohnB


  • >250 berichten
  • 711 berichten
  • VIP

Geplaatst op 10 oktober 2009 - 22:22

Ik kan wel iets toelichten over dat grafiekje. Daarin staat per microtoestand aangegeven hoeveel systeemenergie het molecuul op dat moment heeft. Dat is waarschijnlijk allemaal experimenteel bepaald.

Toelichting microtoestand: als je het roteren/vibreren/e.d. van het molecuul ziet als een filmpje en die stukje voor stukje bekijkt dan krijg je een aantal (relevante) microtoestanden. Een microtoestand is dus een moment waarop een molecuul een bepaalde 'houding'/rotatie-energie/vibratie-energie/e.d. heeft. Hoeveel microtoestanden dit molecuul heeft kun je wel eenvoudiger berekenen. Maar dat laat ik maar even achterwegen.

#5

byte

    byte


  • >100 berichten
  • 111 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 11 oktober 2009 - 00:10

hmm kzou er wel graag wat meer over weten over die microtoestanden. JohnB, je hebt me nieuwsgierig gemaakt.

Of zou ik daarvoor misschien best een nieuwe topic starten?

#6

JohnB

    JohnB


  • >250 berichten
  • 711 berichten
  • VIP

Geplaatst op 11 oktober 2009 - 10:26

Nee, je hoeft geen nieuw topic te starten. Het aantal microtoestanden kun je uitrekenen met de formule S = k ln (W).

Ken je het begrip entropie? Dat is een maat voor wanorde binnen een systeem. Dus wanneer je H2O als vloeistof hebt is het nog redelijk geordend. Als het in de gasfase komt is het veel minder geordend en er is dus meer chaos. In de bovenstaande formule is S de entropie van het systeem, k de constante van Boltzmann en W het aantal microtoestanden. Hoe je het aantal microtoestanden berekend weet ik niet precies (omdat er meestal geen S is gedefiniŽerd voor een systeem), maar we kunnen wel kijken naar de entropie-verandering (LaTeX ). Deze waarden zijn wťl vaak gedefiniŽerd voor een systeem. Daarmee kun je stellen dat een positieve entropieverandering leidt tot meer microtoestanden. Want als we de formule omschrijven naar LaTeX :

LaTeX .

Dus wanneer water van de vloeistoffase naar de gasfase gaat en daarmee een positieve LaTeX heeft, krijgt het ook meer microtoestanden.

De Engelse definitie van een microtoestand:
"Imagine you could take a snapshot of the positions and speeds of all of the molecules at a given instant. That particular set of 6*1023 (getal van avogadro) positions and energies of the individual gas molecules is what we call a microstate. A microstate is a single possible arrangement of the positions and kinetic energies of the gas molecules when the gas is in a specific state."

Je kunt je voorstellen dat als je dat zou blijven doen, je een oneindige hoeveelheid microtoestanden krijgt. Om toch het overzicht te houden zijn er een aantal karakteristieke microtoestanden (W) benoemd en die bereken je met de bovenstaande formule. Daar staat de W voor.

#7

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8935 berichten
  • VIP

Geplaatst op 11 oktober 2009 - 22:49

De getoonde grafiek geeft toch echt energieŽn weer en heeft maar weinig met entropie of microtoestanden te maken. Wat er staat uitgezet is de relatieve energie van een bepaalde conformatie ten opzichte van de meest gunstige conformatie (die komt overeen met 0 kJ in de grafiek). Dat energieverschil wordt bepaald door de mate van overlap tussen de diverse orbitalen, en om dat netjes te berekenen heb je kwantummechanica nodig. Je kunt ook een wat minder nette en ruwe berekening doen, door aan te nemen dat de chlooratomen en de waterstofatomen bollen zijn met een bepaalde straal en een bepaalde lading. Je kunt dan voor iedere conformatie de energie uitrekenen die het gevolg is van de elektrostatische interacties die optreden tussen deze geladen bollen, op de afstand die ze dan van elkaar hebben. In wezen vergt zo'n berekening niet veel meer dan middelbare school natuurkunde en wiskunde, maar het is enorm veel rekenwerk. In de praktijk wordt dit overgelaten aan computerprogramma's. Die energie die je op die manier berekent kun je dan uitzetten als functie van de hoek die de chlooratomen met elkaar maken, en dan krijg je ongeveer het grafiekje wat je op de website ziet.

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#8

JohnB

    JohnB


  • >250 berichten
  • 711 berichten
  • VIP

Geplaatst op 12 oktober 2009 - 09:21

De getoonde grafiek geeft toch echt energieŽn weer en heeft maar weinig met entropie of microtoestanden te maken. Wat er staat uitgezet is de relatieve energie van een bepaalde conformatie ten opzichte van de meest gunstige conformatie (die komt overeen met 0 kJ in de grafiek).


O, excuses. Ik dacht dat dat de microtoestanden waren.

#9

byte

    byte


  • >100 berichten
  • 111 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 12 oktober 2009 - 19:22

Maar hoe weet je nu eigenlijk, hoever deze chloor- en waterstof- atomen van elkaar verwijderd zijn?

Ik weet dat er steeds een zekere binding afstand is tussen de atomen, alleen weet ik niet hoe groot de binding afstand is?

Zijn er hiervoor soms tabellen beschikbaar, of kun je dit ook zelf uitrekenen?

#10

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8935 berichten
  • VIP

Geplaatst op 12 oktober 2009 - 21:10

Tabellen met gemiddelde bindingsafstanden en -hoeken zijn inderdaad beschikbaar. Als ik me niet vergis staat zoiets ook deels in Binas. En anders is Google je vriend. De eerste hit met "bond length table" levert deze site op.

Tabellen voor bindingshoeken zijn ook op internet te vinden. Maar wil je het eenvoudig houden, dan neem je voor alle bindingshoeken in de C-atomen in eerste instantie 109 graden (volgt uit de tetraŽdrische omringing).

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#11

byte

    byte


  • >100 berichten
  • 111 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 13 oktober 2009 - 18:59

Het berekenen van deze energie inhoud is nog moeilijker dan ik dacht.

In ieder geval al super bedankt voor al de informatie en de website die jullie mij gaven.

Wat ik ook nog niet goed gevonden heb is de lading van bv. een waterstof atoom als deze gebonden is met een ander atoom. ik weet dat waterstof gemakkelijk zijn elektron zal laten opschuiven, maar daarmee weet ik nog niet wat zijn lading wordt, ten gevolge van het opschuiven van zijn elektron.

Weet iemand hoe je dit kunt vinden?

#12

JohnB

    JohnB


  • >250 berichten
  • 711 berichten
  • VIP

Geplaatst op 13 oktober 2009 - 19:21

Dit heeft met elekronegativiteit te maken. In Binas staat in tabel 40A van veel elementen hun elektronegativiteitswaarde (ENW). Dit is een maat met welke kracht een bepaald element aan elektronen trekt. Voor zuurstof (O) is de ENW = 3,5 en voor waterstof (H) is de ENW = 2,1.

Er blijft dus een netto (LaTeX ) over op het zuurstofatoom van ENW = 1,4. Dit betekent dat het zuurstof 'harder aan z'n elektronen trekt' dan waterstof. Gevolg: zuurstof krijgt een kleine negatieve lading en waterstof een kleine positieve lading omdat het elektron in de tijd vaker bij het zuurstofatoom zit dan bij het waterstofatoom. Die kleine ladingsverschillen geven we dan normaal gesproken aan boven het betreffende atoom met LaTeX en LaTeX .

Daarnaast heb je ook nog de formele lading binnen een Lewis structuur op beide atomen (meestal is de formele lading op het waterstofatoom gelijk aan 0 in een Lewis structuur).

#13

byte

    byte


  • >100 berichten
  • 111 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 14 oktober 2009 - 14:04

Maar hoe kan ik dan eigenlijk de grote van die LaTeX en LaTeX berekenen, als ik de elektronegativiteit weet?

#14

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8935 berichten
  • VIP

Geplaatst op 14 oktober 2009 - 15:08

Dat valt niet mee. Elektronegativiteit is niet via een of andere simpele formule gerelateerd aan partiŽle lading. De computer-berekeningen waar ik het eerder over had gebruiken hiervoor doorgaans tabellen, die deels empirisch zijn bepaald - met andere woorden, de getallen die erin staan, staan erin omdat de berekeningen een redelijke overeenkomst met de werkelijkheid geven.

Voor het geval C en Cl kun je uitgaan van een waarde van ongeveer +0,3e voor C en -0,3e voor Cl.

Cetero censeo Senseo non esse bibendum






0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures