Pytanie:
W jaki sposób zachodzi przerzucanie spinów trypletów karbenów?
RBW
2016-04-27 23:34:17 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Poniżej znajduje się strona z Clayden Organic Chemistry 2ed.

enter image description here

Jak i dlaczego tak naprawdę następuje odwrócenie spinu podczas zderzenia z cząsteczkami rozpuszczalnika?

„Jak” nie ma właściwej odpowiedzi, ponieważ w fizyce kwantowej nie ma dobrego sposobu na opisanie interakcji dwóch systemów, a tylko jeden. A dla jednego systemu pytanie nie ma odpowiedzi. „Dlaczego” ma odpowiedź: to dlatego, że spin flip wymaga zużycia / uwolnienia energii, która musi gdzieś iść / skądś.
Mają tu zastosowanie te same czynniki, które rozluźniają zabronione przejścia spektroskopowe singlet-triplet. Zobacz [this] (http://chemistry.stackexchange.com/questions/16091/why-are-dd-electronic-transitions-forbidden-and-weakly-absorbing-why-do-they-o/16102#16102) wcześniej odpowiedź na dyskusję na ten temat.
Czy mógłbyś napisać odpowiedź?
Jeden odpowiedź:
porphyrin
2016-06-28 02:46:36 UTC
view on stackexchange narkive permalink

W tych reakcjach nie obserwujesz przejść optycznych między singletem a tripletami, ale wzajemną konwersję stanu trypletu do stanu singletowego w konkurencji z rotacją części cząsteczki. Tylko w singlecie można utworzyć wiązanie, ponieważ teraz każdy elektron ma unikalny zestaw liczb kwantowych. Ponieważ nie są zaangażowane żadne fotony, konieczne jest, aby poziomy trypletu i singletu stały się efektywnie równe pod względem energii, zanim nastąpi przejście. Zatem, aby tak się stało, musi nastąpić jakieś zaburzenie, a to musi uwzględniać jedną jednostkę zmiany momentu pędu, różnicę między singletami a trypletami.
Przydatne może być wizualizacja singletowych trojaczków & za pomocą modelu wektorowego. Jest to pokazane poniżej. Strzałki pokazują wektory spinowe dwóch elektronów w stanie trypletu i singletu.
spins

Stan tripletu odpowiada trzem obrazom po lewej, a singletowi po prawej. Jeśli spojrzysz na tryplet z $ m_s = 0 $, zobaczysz, że aby przekształcić go w singlet, wystarczy tylko zmienić fazę spinów z równoległych na antyrównoległe.
W diradicals, które studiujesz, elektrony są dość odległe od siebie, więc ich oddziaływanie jest słabe, a różnica energii między singletem a tripletem mała. Oznacza to, że tylko niewielkie zaburzenie może spowodować przejście między poziomami. Może to być na przykład wytwarzane przez zewnętrzne pole magnetyczne, które podnosi i obniża różne trypletowe podpoziomy energii iw ten sposób osiąga energię singletu. Pobliska cząsteczka rozpuszczalnika może wytwarzać to zaburzenie energii, ponieważ ma również elektrony i będzie dyfundować poprzez ruch obrotowy i translacyjny, tj. Wytwarzając zmieniające się w czasie i przestrzennie pole magnetyczne.
Podobnie dwurodnik obraca się wraz z ruchem całego ciała, podobnie jak jego segmenty, a tym samym przedstawia różną orientację elektronów względem pola magnetycznego Ziemi, co może również wywoływać zmiany w poziomach energii i krzyżowanie tryplet-singlet. Te interakcje będą również musiały obejmować orbitalny moment pędu.
Skala czasu dla rotacji będzie poniżej nanosekundy (w większości normalnych mobilnych rozpuszczalników), ale tylko sporadycznie wystąpią zaburzenia w tym samym czasie, gdy grupy są bliższe, ponieważ segmentowa dyfuzja rotacyjna będzie głównie utrzymywać je oddzielnie, a niska częstotliwość zaburzeń o wystarczającej wielkości i wspomniany wymóg geometryczny prawdopodobnie spowalniają reakcje.

Jak to odpowiada na pytanie o cząsteczki rozpuszczalnika?
jak wspomniałem, ponieważ cząsteczka rozpuszczalnika zawiera elektrony, to ma słabe pole magnetyczne podczas ruchu, co może powodować odwrócenie spinu.
zapomniałem również wspomnieć, że (a) ciężkie atomy w rozpuszczalniku, takie jak gaz Xe, I $ ^ - $ lub jako rozpuszczalnik jodowy, będą powodować oddziaływanie spin-orbita. Rozpuszczalniki chlorowane również będą to robić, ale w mniejszym stopniu. (b) Rozpuszczalnik także pośredniczy we wzajemnym oddziaływaniu ze względu na jego stałą dielektryczną, im większa, tym mniejsze oddziaływanie. (c) Gdy karbon spada w roztworze, przecina ziemskie pole magnetyczne, tak więc faktycznie doświadcza pola przypadkowego, które również wywoła przemiany.


To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...