Определение термодинамических и геометрических характеристик двухатомных молекул из колебательно-вращательных спектров, страница 3

Таблица 1					Таблица 2
Значение J	Комбинац разность, см-1	Знач B, см-1	Арг (J+0,5)^2	Функция	Комбинац разность, см-1	Знач B, см-1		Арг (J+0,5)^2	Функция
1	11,3	1,88	2,25	7,53	11,5	1,92		2,25	7,67
2	19	1,90	6,25	7,6	19	1,9		6,25	7,6
3	26,5	1,89	12,25	7,57	27	1,93		12,25	7,71
4	34	1,89	20,25	7,56	34,3	1,91		20,25	7,62
5	42	1,91	30,25	7,64	42	1,91		30,25	7,64
6	49,5	1,90	42,25	7,62	50,2	1,93		42,25	7,72
7	57,5	1,92	56,25	7,67	58	1,93		56,25	7,73

По методу наименьших квадратов рассчитали значения B для обоих случаев. B’=1,887см^-1, B”=1,91см^-1.

Определили ошибку определения B’=1,887±0,004см^-1 B”=1,91±0,01см^-1; Табличное значение B=1,93см^-1.

 Моменты инерции определяли по формуле: .

I₁=1,48*10^-46 кг*м²;

I₂=1,46*10^-46 кг*м²;

I₀=1,45*10^-46 кг*м²  (из справочника);

, – наиболее заселённое состояние (формула (4)).

Рассчитали термодинамические параметры для CO.

Молярная масса М=(12,011+15,9994)*10^-3 кг/моль=0,028 кг/моль.

Температура 297К.

Объём 22,4 л/моль=0,0224 м³/моль.

B=1,90см^-1=190м^-1.

Полученные данные занесли в таблицу. Цифры в первом столбце означают:

1 – поступательная составляющая;

2 – вращательная составляющая;

3 – колебательная составляющая (вклад ничтожен – при 297К молекулы находятся в основном состоянии с колебательным числом 0).

Таблица 3.

	Статистическая сумма, Z	Энергия Гельмгольца, A, кДж/моль	Энтропия, S, Дж/(моль*К)	Внутр.. энергия, U, кДж/моль	Энтальпия, H, кДж/моль	Энергия Гиббса, G, кДж/моль
1	3,19*1030	– 40,7	149,4	3,7	6,2	– 38,2
2	108,52	– 11,5	47,3	2,5	2,5	– 11,5
3	1,00003	– 7,4*10-5				– 7,4*10-5

Список обозначений

N – количество частиц;

Ei – энергия частицы;

N_i – число частиц в данном состоянии с энергией E_i;

g_i – степень вырождения состояния;

J – вращательное квантовое число (0,1,2…);

T – абсолютная температура, K;

m – масса молекулы, кг;

M – молекулярная масса, кг/моль;

k – постоянная Больцмана, 1,38*10^-23 Дж/К;

h – постоянная Планка, 6,626*10^-34 Дж*с;

c – скорость света в вакууме ≈3*10⁸ м/с;

N_A – число Авогадро, ≈6,02*10²³ моль^-1;

R – универсальная газовая постоянная, 8,31 Дж/(моль*К);

V – объём, в котором находится молекула, м³;

Z_t – поступательная статсумма;

Z_r – вращательная статсумма;

Z_v – колебательная статсумма;

Z_e – электронная статсумма;

T_i – терм электронной энергии;

σ – число симметрии, равное 2 для гомоядерных молекул и 1 для гетероядерных.

A – свободная энергия;

H – энтальпия;

U – внутренняя энергия;

S – энтропия;

G – энергия Гиббса;