3B molekül görüntüleyici
Bu benzetimdeki denklemler
| k | bağın kuvvet sabiti (yayın sertliği) | N/m cinsinden, kızılötesi spektrumlardan: O–H 780, N–H 650, C–H 480, C–C 450, C=C 960, C=O 1.200, N≡N 2.300, Na–Cl 100; ikili bağ teklinin kabaca iki katı serttir | |
|---|---|---|---|
| r₀ | denge bağ uzunluğu | her molekülün ölçülmüş bağ uzunlukları, Å (10⁻¹⁰ m) cinsinden: O–H 0,96, C–H 1,09, C–C 1,52, C=O 1,21 | |
| r | bağ uzunluğu (bağ titreştikçe değişir) | grafikler her türden bir bağı izler | |
| F | iki atoma etkiyen geri çağırıcı kuvvet | Hooke yasası, nanonewton cinsinden; gerilmiş bir bağı geri çeker, sıkışmış birini iter | |
| × | Yer değiştirme büyütmesi (titreşimler daha büyük çizilir) | oda sıcaklığında bir bağ yalnızca yaklaşık 0,02 Å, yani uzunluğunun yüzde birkaçı kadar uzar; bu yüzden çizim hareketi abartır, grafikler gerçek uzaklıkları gösterir |
Mevcut değerlerle:
| μ | iki atomun indirgenmiş kütlesi | atomik kütle birimi cinsinden; ağır bir atoma bağlı hafif bir hidrojen küçük μ ve hızlı titreşim verir | |
|---|---|---|---|
| ν | bağın titreşim frekansı | saniyede yaklaşık 10¹³ ile 10¹⁴ kez; aynı frekanstaki kızılötesi ışık soğurulur, kızılötesi spektrometre bir örnekte hangi bağların bulunduğunu böyle anlar | |
| ν̃ = ν ÷ c | dalga sayısı | cm⁻¹ cinsinden, kızılötesi spektrumdaki birim; ölçülen: O–H 3.650, C–H 2.900, C=O 1.700, C–C 1.000 |
Mevcut değerlerle:
| T | Sıcaklık T (atomların ne kadar sarsıldığı), K | titreşimler arasında paylaşılan kinetik enerjiyi belirler; atomlar hareket ettikçe ona doğru itilir | |
|---|---|---|---|
| 3N − 6 | molekülün titreşim sayısı | N atom; doğrusal bir molekül için 3N − 5, çünkü kendi ekseni etrafında dönmek bir hareket değildir | |
| E_k | atomların kinetik enerjisi | hızlarından ölçülür; gerilmiş yaylarda depolanan enerjiyle sürekli yer değiştirir | |
| k_B | Boltzmann sabiti | kelvin başına 8,617 × 10⁻⁵ eV |
Mevcut değerlerle:
| nᵢ | her elementin atom sayısı | formülden okunur; alt simgeler | |
|---|---|---|---|
| Aᵢ | o elementin atom ağırlığı | g/mol cinsinden: H 1,008, C 12,011, N 14,007, O 15,999, Na 22,990, Cl 35,45 | |
| M | molar kütle | molekülün bir molünün kütlesi |
Mevcut değerlerle:
3B molekül görüntüleyici nasıl kullanılır
- Bir molekül seç. Atomlar elemente göre renklenir (beyaz hidrojen, siyah karbon, kırmızı oksijen, mavi azot, yeşil klor, mor sodyum) ve çubuklar bağları gösterir. Her bağ gerçek bağ kadar sert bir yaydır ve atomlar ayarladığın sıcaklıkla sarsılır.
- Titreşimleri büyütmek için sıcaklığı artır, bir O–H bağının tek bir gerilmesini izlemek için oynatmayı yavaşlat (saniyede 110 trilyon kez ileri geri gider) ve gerçek hareketin ne kadar küçük olduğunu görmek için büyütmeyi azalt.
- Grafikler her türden bir bağın uzunluğunu izler: ağır atomlara bağlı hafif hidrojenler en hızlı titreşir, ikili bağlar tekli bağlardan hızlıdır. Denklemlerin altındaki grafik bu frekansları bir kızılötesi spektrumunun tepeleri gibi cm⁻¹ cinsinden dizer. Molar kütle atomlardan toplanır; Molar kütle hesaplayıcı aynısını her formül için yapar.
Sık sorulan sorular
Bağlar neden titreşiyor?
Kimyasal bağ bir yay gibi davranır: atomları birbirinden uzaklaştır ya da birbirine bastır, bir kuvvet onları geri çeker. Atomlar hiçbir zaman durgun değildir; bu yüzden her bağ, sertliğinin ve uçlarındaki kütlelerin belirlediği bir frekansta gerilir ve sıkışır, ν = (1 ÷ 2π) √(k ÷ μ). Isı hareketi büyütür; bu ölçekte sıcaklığın anlamı budur.
Bunun kızılötesi spektrumla ilgisi ne?
Bir bağın titreşim frekansındaki kızılötesi ışık o bağ tarafından soğurulur. Bir IR spektrometresi frekansları tarar ve hangilerinin soğurulduğunu kaydeder; bu yüzden 3.650 cm⁻¹ yakınındaki bir tepe O–H’yi, 2.900 cm⁻¹ yakınındaki C–H’yi, 1.700 cm⁻¹ yakınındaki C=O’yu gösterir. Buradaki frekanslar, bu tür spektrumlardan ölçülen kuvvet sabitleriyle aynı yay modelinden gelir.
Hareket ölçekli mi çiziliyor?
Hayır. Oda sıcaklığında bir bağ yalnızca yaklaşık 0,02 Å, yani uzunluğunun yüzde birkaçı kadar gerilir; bu görünmez olurdu. Bu yüzden yer değiştirmeler varsayılan olarak 10 kat büyük çizilir. Grafikler gerçek uzaklıkları ångström cinsinden gösterir. Model klasiktir; gerçek bir bağ mutlak sıfırda bile yaklaşık 0,05 Å’lük bir sıfır noktası hareketini korur.
Sodyum klorür neden bir kafes olarak gösteriliyor?
NaCl’nin molekülü yoktur. Sodyum ve klorür iyonları, her iyonun öbür türden altı iyona dokunduğu, kendini tekrarlayan kübik bir kafes hâlinde dizilir; NaCl formülü yalnızca oranı verir. Görüntüleyici bunun 3 × 3 × 3’lük bir parçasını gösterir; iyonlar, bir molekülün atomları gibi kafes konumlarının çevresinde titreşir.
WebGL’nin kapalı olduğunu söylüyor.
3B görünüm, güncel her tarayıcıda bulunan WebGL’ye ihtiyaç duyar. Tarayıcı ayarlarında donanım hızlandırma kapatılmışsa ya da grafik sürücüsü çok eskiyse kapalı olabilir. Donanım hızlandırmayı aç ya da başka bir tarayıcı dene.
Bir şey yükleniyor mu?
Hayır. Simülasyonu WebGL ile kendi tarayıcın çizer; hiçbir yere hiçbir şey gönderilmez ve sayfa yüklendikten sonra çevrimdışı da çalışmaya devam eder.