Slide 1

โครงสร ้างทางอิเล็กตรอน
ของโมเลกุล
และชนิ ดของ Transitions
Molecular Orbitals (MO)

เป็ นการรวมเชิงเส้นของ
Valence shell
ของ Atomic orbitals


Slide 2

y = f A + fB
bonding

y* = fA - fB
antibonding


Slide 3

y *

Energy

y = fA - fB

fA

y 

fB
y *
y = fA + fB
A_B
A
B
isolated (molecule) isolated
atom
atom

y 

ÃÙ
»· Õ
è4.1 Interaction of two identical atomic orbitals


Slide 4

*




Slide 5

Quantum
chemistry


Slide 6

n-Orbital

(non-bonding Orbita

่
orbital ทีบรรจุคูข
่ องอิเล็กต
่
ทีไม่ใช้ในการสร ้างพันธะ

่ : lone pai
(คู อ
่ เิ ล็กตรอนโดดเดียว
n-orbital of
Carbonyl group

n-orbital of
Pyridine


Slide 7

Lone pair orbital

ของ Aniline
ไม่ใช่ n-orbital

Lone pair orbital

ของ Furan
ไม่ใช่ n-orbital

เพราะเป็ น orbital
ที่ Conjugated กับ -orb


Slide 8

*

n


Slide 9

 Orbital


*
 Orbital ของกลุ่มคา


Slide 10

Benzene


Slide 11

 Orbital ของเบนซ


Slide 12


Slide 13

 and * Orbital

orbital ของ* orbital ข
carbonyl group
carbonyl gr



Slide 14

Ground State Configuration
Formaldehyde

H
C=O
H

H : 1S1
C : 1S2 2S2 2P2
O : 1S2 2S2 2P4
H : 1S1

มีอเิ ล็กตรอน 16 ตัวใน s-และ


Slide 15

พันธะในโมเลกุล
2C-H

1C-O

1C-O


Slide 16

การจัดเรียงระด ับพลังง
*C-O
*C-O
 C-O
 C-O

*C-H
 C-H

nO

2sO
1sC
1sO


Slide 17

การจัดเติมอิเล็กตรอน 16
(1sO)2 (1sC)2 (2sO)2 (C-H)2 (*C-H)2 (C-O)2
(C-O)2 (nO)2 (*C-O)0 (*C-O)0

Ground State Electronic Configuration

S0

2 (n )2 (*
0 ( *
0
(

)
)
)
= C-O
O
C-O
C-O


Slide 18

S0 :

*C-O
*C-O

*C-O
*C-O

*C-O
*C-O

nO

nO

nO

C-O

C-O

C-O

Sn :

Tn :

ground state excited state excited state
1(nฎ
(n ฎ

*)*)

3(

 ฎ *)


Slide 19

Formaldehyde

H
C=O
H

*CO

S2 ,*

,* T2

nO

S1 n,*

n,* T1

CO

nฎ * ฎ * n,*

,*

2 n2

2 n2 S0

(a) Transitions (b) Configurations (c) States


Slide 20

ฎ
H
H

* Transition
C=C

H
H

Ethylene
S1 ,* ,* T1

*CC
CC

 2 S0
,*

,* 2

(a) Transitions (b) Configurations (c) States


Slide 21

antibonding
atomic
orbital
f1

Y1

C

*

C

ฎ
* f2

f1

y1

orbital

C

(y1 * = f1 f 2)
atomic
C

orbital f2
bonding

C

C

orbital
(y1 = f1 + f2)


Slide 22

Conjugation shift of  ฎ * Transition

Energy gap ของ HOMO และ L
่
เมือจานวน conjugated doubl
HOMO :

HOM
Highest Occupied Molecular Orbitals
LUMO

LUMO :
Lowest
Molecular
Orbitals
ethylene Unoccupied
butadiene traxatriene
octateraene


Slide 23

Conjugation shift of  ฎ * Transition

านวน conjugated double b
้ พลังงานของการ transit
มขึน
 ฎ *) ลดลง มีผลให้ความยา
่
่
้
ลืนแสง เพิมขึน (เรียกว่า เกิด

hochromic displaceme
หรือ

red shift)


Slide 24

 4*

*

*

170 nm

 3*
217 nm 175 nm (forbidden)
2


ener
gy



(
C=C

1

= อิเล็กตรอน)
C=C C=C

C=C


Slide 25

200

Bathochromic disp
“Red shift”

500

จานวนของพันธะคู ่

แดง l

ยาว

่
(พลังงานตา)

ม่วง

้
l สัน(พลังงานสูง)


Slide 26

n

ฎ * Transition

พบในโมเลกุลทีม
่ ี chromop
หรือกลุม
่ อะตอมทีด
่ ด
ู กลืนแสง
พันธะร่วมกับ hetero-atoms
C=O, C=N, C=S, N=N, N=O

เป็ นต ้น


Slide 27


Slide 28

R ( )* 1
C O
R

n ฎ *

1(n

ฎ *)

R (1 )* 1
C O
R
3(n

ฎ

*)


Slide 29

Plan

Elevation

C

C

O

n-orbital
doubly
occupied

S1 (n,*) singly
occupied

C

O

O

H 3C

H 3C

H 3C

S0

H 3C

H 3C

H 3C

-orbital

*-orbital

doubly
occupied

vacent

doubly
occupied

singly
occupied


Slide 30

n ฎ * Transition
มักพบในสารประกอบ:

..
..
..
่ ..R-NH
ทีม
่ ี hetero atoms เชน
..2,

จาพวก alkylhalide (R-X)
เมือ
่ X = F, Cl, Br, I, At

ทีม
่ ค
ี า่ ionization pote
ซงึ่ จะถูก ionized ได


Slide 31

C

C

C

N

N

N

*
CN

n *
3

n(SP )

CN

C

N


Slide 32

 ฎ * Transition
C

C



*
C

C

C



*
N


Slide 33

การเกิด  ฎ
จะต้องใช้พลังงา
คือ ในช่วงแสง vacuum UV (<
่
มักเกิดกับสารประกอบพันธะเดีย
*


่ ดการ transition แบบนี แ
้
เมือเกิ
ทาให้พน
ั ธะของโมเลกุลถู กทาล
เกิดเป็ นอนุ มูลอิสระ (radicals)