2009年8月26日 星期三

有機化學的基礎117 解讀紫外線吸收波的分子軌域(二)下

 

徐弘毅:

1.       分子由原子互相吸引組成。原子之間互相吸引的力線,稱為化學鍵。

2.       化學鍵可分為二種:一、σ鍵,這是二原子之間最短距離(直線),鍵能較強,引力來自於二原子質量造成的萬有引力,以及原子核的正電荷與電子的負電荷,互相吸引造成的。

3.       二、π鍵,是二原子之間的磁力線造成,一個內含原子核、外層包覆電子的原子,自旋會產生磁力線,與另一個原子磁力線交疊。這個化學鍵是拋物線狀,並不是二原子之間的最短距離,而且也不是直接來自於原子的質量,所以鍵能較弱。

4.       分子世界的雙鍵或三鍵,就是由一個σ鍵,和一或二個π鍵構成的。

5.       紫外線光,照射一個含有π鍵的化合物,大量的光子,如雨般衝入分子的原子之間,遮蔽了二個原子之間的微弱磁引力,甚至衝入分子的電子活動的p軌域,搶奪電子活動空間,使二原子的π鍵幾乎斷裂,電子處於活潑高能量的激態,這是「反鍵結軌域π*」。

6.       紫外線光子的力量,與分子維持π鍵系統的力量,互相較量,使得π鍵系統上的電子,一下子處於激態,一下子恢復到基態。

7.       如果一個分子的π系統有很多共軛鍵,那就代表π鍵裡的量子彼此比較緊密,必須較小顆的光子才能穿透,被分子吸收。「較小顆」的東西,質能互換就是能量比較低的光子,那就是波長比較長的光。

8.       己三烯的雙鍵,有很多共軛,與共軛比較少的「1,3-丁二烯」相比,只能通過較小顆、能量較低的光子,也就是波長比較長的光。

9.       因此,把己三烯電子推向激態所需的能量,甚至低於「1,3丁二烯」,「己三烯」的吸收波是263nm,波長長於,「1,3-丁二烯」吸收的光,波長217nm

10.   如果一個分子的π系統有極性,例如「酮」和「共軛烯酮」的「羰基C=O,那就代表「C=Oπ鍵裡的量子,比「C=C」鍵來得緊密,必須較小顆的光子才能穿透,被分子吸收。「較小顆」的東西,質能互換就是能量比較低的光子,那就是波長比較長的光。

11.   「丙酮acetone」的「n,π* tansition轉換」(或稱為nπ* n指氧的電子軌域),造成一個微弱的吸收波帶,位於大約279nm的光譜區域;能量比「C=C」雙鍵吸收波帶低(丁烯的「C=C」吸收波帶182nm)

12.   面對紫外線的刺激,「C=C」的「π,π* tansition轉換」,與「羰基C=O」的「n,π* tansition轉換」所吸收的頻率,完全不同,這是碳與氧的天性不同所導致的。這樣的情形,就如同老年人與年青人,對知識、社會問題、人生問題的態度不同。

13.   培根:如果一個人,沒有虛度光陰的話,即便在年齡上還年輕,也可以說閱歷老成;不過,這樣的情況並不多見。一般來說,年輕人總是沒耐性反覆思考,也因此而不夠睿智。

14.   年輕人的「創造能力」,要比老年人活躍,想像的靈感也更容易湧上心頭;另一方面,即使年紀很大了,如果依然有熱情的正義感與好學的習慣,那就是大有作為的超凡氣質。

15.   年輕人善於創新,而不善於判斷,善於行動而不善於策劃,善於執行而不善於循規蹈矩,這樣的特質主因就是知識不足。

16.   至於老年人,如果是自己經驗、能力範圍以內的事物,還是能夠駕輕就熟;然而面對新事物時,老年人的經驗就顯得一無是處了,這一種現象主因也是不夠博學多聞。

17.   青年人由於做事情容易衝動,所以如果做錯了事情,往往招致極大損失;而老年人做錯事,通常都是事情沒做完,行動的速度太慢所造成的。

18.   青年人,做事常常眼高手低、急於求成,根本不考慮過程和程度是否可行;有時竟然荒唐地熱衷於偶然聽到的片面資訊;在面對錯誤時,往往惱羞成怒,故意犯下更嚴重的錯誤,如此錯上加錯,還死不認錯。

19.   老年人對事情常常抱持否定的態度,顧慮太多,冒險太少,後悔太快,而且行動緩慢,有了一點成績就自鳴得意。

20.   兩種年齡的人在一起,很難合作,沒辦法取長補短,老年人倚老賣老,年輕人出言不遜;老年人在人情事故上要練達一些,年輕人在正義感上顯得勇氣十足。這兩種人要能夠合作的根本原因是,雙方都要好學。

21.   有些人年輕時顯得早熟,但又隨著時間而早衰,很快就江郎才盡;有些人年輕時才氣縱橫,年老時卻只是固執驕傲。為什麼會有如此的現象?答案應該很明顯。

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