Сообщество - Лига Химиков
Лига Химиков
800 постов 8 544 подписчика
264

Немножко радуги

После увиденного мной поста о медной радуге http://pikabu.ru/story/quotmednaya_radugaquot_5138482

я решил немного рассказать почему вообще у соединений одного элемента может быть столько цветов. Рано или поздно все задумываются об этом, как почему и небо голубое, но не все получают ответ. Может судьба отправит вас учиться на юриста, экономиста на программиста или еще кого, а вопрос из детства останется забытым.

Ответим сначала на вопрос, что такое свет. Светом в физической оптике называют электромагнитные волны, которые человеческий глаз может различать. Мы можем различать свет с длиной волны от 400 нм (фиолетовый) до 780 нм (красный).

Немножко радуги Химия, Физика, Видео, Длиннопост

Как видите, люди очень слепы. Но ничего страшного в этом нет, давно уже придумали себе "очки", позволяющие нам видеть больше. Такие приборы называют спектрометрами. Почему так важно раскладывать свет в спектр? Дело в том, что длина волны света напрямую связана с энергией фотона:

E = hv = hc/y , где h-постоянная Планка, v-частота света, y-длина волны.

А от этого сильно зависят его физические свойства, ведь в микроволновке тоже "свет", но вы не захотите греть им голову, а вот на солнышке загорать любят все. А что тогда с белым светом?

Белый свет — это электромагнитное излучение состоящее из всего спектра длин волн видимого диапазона, как например солнечное излучение. Белым так же мы можем воспринимать цвет состоящий из трех цветов (RGB), но это несколько иной свет. Если через призму пропустить свет, то он разложится на составляющие его монохроматические компоненты, свет солнца даст нам радугу, а экран монитора несколько полос, из которых он составляет цвета. В современных приборах используют не призмы, а дифракционные решетки, добавлю отличное видео с простым опытом, такой можно повторять и дома, сам неоднократно это делал, советую!!!

Если бы мои глаза могли видеть и другие длины волн, для меня не существовало бы проблемы куда поставить роутер, чтобы охватить максимальную площадь квартиры.

Теперь ответим на вопрос, откуда вообще у веществ есть цвета. Дело в том, что фотоны света, при взаимодействии с частицами веществ могут поглощаться ими. И если на вещество падает белый свет, то после поглощения какой-то длины волны другие отразятся, а мы увидим свет с цветом, дополнительным к поглощенному.

Немножко радуги Химия, Физика, Видео, Длиннопост

Бананы поглощают синий свет, растения красный, наша кровь поглощает зеленый и немного синего. Для растворенных веществ строятся спектры поглощения, это графики зависимости коэффициента поглощения от длины волны света. Подобные графики для многих веществ словно отпечатки пальцев, поэтому спектрометры так распространены во всех сферах деятельности человека, даже сельское хозяйство использует спектры со спутников, чтобы следить за состоянием растительности на полях.

Немножко радуги Химия, Физика, Видео, Длиннопост

Но почему вещества поглощают только определенный цвет? Если вы читали какой-нибудь из моих прошлых постов, то можете вспомнить, что у атомов и молекул есть уровни энергии, которые можно описать электронными орбиталями. Фотон поглощаясь веществом, переводит молекулу в возбужденное состояние, а электрон перескакивает с одной орбитали на другую. Так как уровни энергии четко определены, то чтобы не нарушать закон сохранения энергии поглощаться сможет только свет с длинной волны, соответствующей данному переходу.

E=hc/y или y=hc/E, как видите из формулы, чем больше энергия тем меньше длина волны.

В принципе можно рассчитать для молекул уровни энергии, и узнать их цвет. Но в голове у нас нет компьютера, и для химиков важны наглядные простые теории. Про одну из таких я уже рассказывал раньше, есть еще одна, похожая, используется для переходных элементов.

Если взять d орбитали и поместить их в поле с симметрией отличной от сферической, то некоторые орбитали станут менее выгодны по энергии, а некоторые более. Рассмотрим на простом примере с октаэдрическим окружением иона металла.

Немножко радуги Химия, Физика, Видео, Длиннопост

Черные точки на рисунке это отрицательные заряды, поэтому электрону будет выгоднее быть на орбитали, которая дальше от этих орбиталей. На рисунке сверху, третья орбиталь выгоднее чем первые две. Поэтому происходит расщепление уровней энергии. При этом разные ионы и молекулы в окружении вызывают различное расщепление, например хлорид ион вызовет меньшее расщепление чем вода, а аммиак большее чем вода.

Немножко радуги Химия, Физика, Видео, Длиннопост

Зная эту энергию мы можем узнать, какой цвет будет поглощаться(там на самом деле всё сложнее, но простым языком так),а соединение будет иметь цвет соответствующий дополнительному.  

Немножко радуги Химия, Физика, Видео, Длиннопост

Как пример, раствор медного купороса голубого цвета

Немножко радуги Химия, Физика, Видео, Длиннопост

Значит он поглощает в оранжевой области, а если мы добавим к нему много хлорида натрия, то часть молекул воды, окружающее ионы меди, заменятся на хлорид ионы, как я раньше говорил, хлориды вызывают меньшее расщепление, а значит поглощаться будет свет с меньшей энергией, и большей длиной волны. Поглощался оранжевый, а будет красный, вещество должно быть зеленым.

Немножко радуги Химия, Физика, Видео, Длиннопост

Получилось, что еще мы сможем предсказать? Ну если добавить к купоросу много аммиака, мы должны будем сдвинуть поглощаемый свет в другую сторону, поглощался оранжевый, а будет желтый, раствор должен стать сине-фиолетовым, что мы и наблюдаем

Немножко радуги Химия, Физика, Видео, Длиннопост

Если взять раствор соли никеля, он будет зеленым

Немножко радуги Химия, Физика, Видео, Длиннопост

И добавить аммиака, то расщепление увеличится, аммиак сильнее воды расщепляет орбитали. Поглощался красный свет, а станет поглощаться желто-оранжевый, так как длина волны станет меньше. Значит цвет станет синим, что мы и видим. Тут ссылочка на видео откуда картинка.

Немножко радуги Химия, Физика, Видео, Длиннопост

Еще на энергию играет роль геометрическое строение, октаэдрическое окружение расщепляет уровни сильнее чем тетраэдрическое, поэтому если к красному раствору соли кобальта(справа), которая поглощает в зеленом цвете, добавить много хлорида, то образуется ион [CoCl4]2-, в котором 4 иона, то он будет поглощать уже в оранжевой области, и значит будет синим(слева).

Немножко радуги Химия, Физика, Видео, Длиннопост

На энергии перехода в частицах существует еще очень много разных влияний. Плюс я очень грубо объяснял, дело в том, что ионы поглощают несколько длин волн, и надо складывать много дополнительных цветов, при этом некоторые цвета невидимые изначально, будут вылазить из ИК или УФ области. Чтобы узнать подробнее об этом, надо читать книги по спектроскопии.

Немножко радуги Химия, Физика, Видео, Длиннопост

Надеюсь вы узнали что-то новое из моего поста. Хороших выходных.

Показать полностью 12
502

Чем горжусь и первый печальный опыт )) Идея подарка для химиков, медиков и просто любимых)

Чем горжусь и первый печальный опыт ))  Идея подарка для химиков, медиков и просто любимых) Химия, Молекулы, Дофамин, Серотонин, Подарки, Подарок, Серьги, Кулон, Длиннопост

Крутая идея с запада, мое исполнение ))
Почему крутая? Потому что помним:

Чем горжусь и первый печальный опыт ))  Идея подарка для химиков, медиков и просто любимых) Химия, Молекулы, Дофамин, Серотонин, Подарки, Подарок, Серьги, Кулон, Длиннопост

Как-то попросила меня знакомая сделать кулончик-серотонинчик ее подруге ))
Я сделала нечто, очень похожее на тушканчика и очень этому радовалась. Выглядело это так:

Чем горжусь и первый печальный опыт ))  Идея подарка для химиков, медиков и просто любимых) Химия, Молекулы, Дофамин, Серотонин, Подарки, Подарок, Серьги, Кулон, Длиннопост



Потом я сделала еще дофаминчик, и выглядел он немногим лучше:

Чем горжусь и первый печальный опыт ))  Идея подарка для химиков, медиков и просто любимых) Химия, Молекулы, Дофамин, Серотонин, Подарки, Подарок, Серьги, Кулон, Длиннопост

Не, по правде говоря, на деле они были блестящие и симпатичные, но сейчас смотреть на них смешно, потому что теперь я делаю их так:

Чем горжусь и первый печальный опыт ))  Идея подарка для химиков, медиков и просто любимых) Химия, Молекулы, Дофамин, Серотонин, Подарки, Подарок, Серьги, Кулон, Длиннопост
Чем горжусь и первый печальный опыт ))  Идея подарка для химиков, медиков и просто любимых) Химия, Молекулы, Дофамин, Серотонин, Подарки, Подарок, Серьги, Кулон, Длиннопост

Если вкратце о молекулах (химики эту инфу, конечно, покритикуют, но надо же как-то объяснить):

Серотонин называют «гормоном счастья», он ответственен за наше хорошее настроение. Благодаря выработке серотонина в организме, мы чувствуем себя в хорошем расположении духа, чувствуем прилив сил и настроения, жизнь ощущается ярче и интереснее, повышается сопротивляемость стрессам. Таким образом, ощущение счастья связано с выработкой серотонина. Причем зависимость эта обоюдная, т.е. не только наше настроение повышается при увеличении серотонина, но и при правильном позитивном настрое увеличивается синтез серотонина.



Гормон дофамин относится к группе так называемых гормонов радости, удовольствия, веселья и эйфории. Кроме того, именно гормон дофамин толкает нас на подвиги, безумства, открытия и свершения. Когда мы испытываем недостаток дофамина в организме — мы становимся унылыми ипохондриками, тогда как высокий уровень этого гормона превращает нас в донкихотов и оптимистов.

Чем горжусь и первый печальный опыт ))  Идея подарка для химиков, медиков и просто любимых) Химия, Молекулы, Дофамин, Серотонин, Подарки, Подарок, Серьги, Кулон, Длиннопост
Всем добра и профессионального роста!!
А когда у меня будет выше рейтинг, выложу еще и видео интересное))
Показать полностью 5
4258

Алюминий - твой самый большой бро

По многим просьбам пикабушников в комментах к посту о титане (https://pikabu.ru/story/titan__medoed_v_mire_khimii_6019002) написал еще один:

Алюминий - твой самый большой бро Химия, Физика, Алюминий, Металл, Картинка с текстом, Мат, Длиннопост, Экспрессивные факты, Профессиональный юмор
Алюминий - твой самый большой бро Химия, Физика, Алюминий, Металл, Картинка с текстом, Мат, Длиннопост, Экспрессивные факты, Профессиональный юмор
Алюминий - твой самый большой бро Химия, Физика, Алюминий, Металл, Картинка с текстом, Мат, Длиннопост, Экспрессивные факты, Профессиональный юмор
Алюминий - твой самый большой бро Химия, Физика, Алюминий, Металл, Картинка с текстом, Мат, Длиннопост, Экспрессивные факты, Профессиональный юмор
Показать полностью 3
217

Орихалк - таинственный металл

В стародавние времена еще древнейшими греческими авторами, вроде Гомера и Гесиода упоминается неизвестный металл "сияющий, как локоны Афродиты" и "настолько прочный, что из него был изготовлен щит Геракла". Название этому металлу орихалк, и до сих пор не установлено существовал ли он на самом деле. Другое его известное упоминание появилось более чем 200 лет спустя вышеприведенных эпитетов:

Орихалк - таинственный металл Металл, Медь, Лига химиков, История, Орихалк, Греция, Античность, Длиннопост

"Большую часть потребного для жизни давал сам остров, прежде всего любые виды ископаемых твердых и плавких металлов, и в их числе то, что ныне известно лишь по названию, а тогда существовало на деле: самородный орихалк, извлекавшийся из недр земли в различных местах острова и по ценности своей уступавший тогда только золоту..."

"Отношения атлантидцев друг к другу в деле правления устроялись сообразно с Посейдоновыми предписаниями, как велел закон, записанный первыми царями на орихалковой стеле, которая стояла в средоточии острова — внутри храма Посейдона». Кроме того, «стены вокруг наружного земляного кольца цитадели они по всей окружности обделали в медь, нанося металл в расплавленном виде, стену внутреннего вала покрыли литьем из олова, а стену самого акрополя — орихалком, испускавшим огнистое блистание..."

Орихалк - таинственный металл Металл, Медь, Лига химиков, История, Орихалк, Греция, Античность, Длиннопост

Данное описание 2400 лет назад представил Платон в своем диалоге "Критий", содержащий рассказ со слов последнего о могущественном островном государстве Атлантида. Таким образом, орихалк уже во времена Древней Греции считался полумифическим материалом, известным лишь по названию, поскольку события связанные с Атлантидой описываются Платоном, как произошедшие 9000 лет назад (чего на самом деле не может быть, поскольку  11 400 лет назад, считая от нашего времени, еще не закончился Ледниковый период).

Тем не менее, упоминания орихалка случалось и в более поздние времена... Иудейский историк I века Иосиф Флавий сообщал, что из него были изготовлены священные сосуды в храме Соломона, а Плиний Старший полагал, что металл вышел из употребления по причине истощения всех месторождений, которыми когда-то были богаты берега Черного моря.

Орихалк - таинственный металл Металл, Медь, Лига химиков, История, Орихалк, Греция, Античность, Длиннопост

Чем же мог быть легендарный орихалк? Само название ὀρείχαλκος дословно переводится, как "горная медь", логично предположить, что это какой-то сплав или материал на основе меди. Рассмотрим возможные варианты:


1. Латунь.

Сплав меди с цинком, он имеет описываемый золотой цвет, давно известен цивилизации, а некоторые разновидности по прочности не уступают бронзе. В современном греческом ορείχαλκος как раз и означает "латунь". Но проблема в том, что во-первых, это хорошо знакомый древним грекам материал, а не "известный ныне только по названию", как писал Платон. А во-вторых, латунь не встречается в самородном виде; греки получали его сплавлением меди с цинковой рудой (цинкит, сфалерит), а самородная медь с природной примесью цинка все же маловероятна. Однако подтверждением этой версии может служить один факт: в 2014 году к югу от Сицилии бы обнаружен греческий корабль начала VI века до н.э. со слитками, как многие считают именно орихалка. Но анализ выявил содержание 75% меди, 15% цинка и 5% никеля, железа, свинца, что в целом соответствует составу латуни.

Орихалк - таинственный металл Металл, Медь, Лига химиков, История, Орихалк, Греция, Античность, Длиннопост

2. Сплав меди и золота

Это бы объясняло высокую ценность орихалка, однако добавка золота ухудшило бы свойство меди, и едва ли Гераклу пригодился бы щит из такого мягкого и тяжелого сплава. Считается, что гипотеза орихалка, как сплава Au-Cu, появилась из-за неправильной транслитерации греческого на латынь: orichalcum (горная медь) превратилась в aurichalcum (золотая медь), и из-за этой ошибки смысл значения полностью изменился, хоть и медьсодержащие золотые самородки иногда встречаются в природе.

Орихалк - таинственный металл Металл, Медь, Лига химиков, История, Орихалк, Греция, Античность, Длиннопост

3. Халькопирит

Медный колчедан, двойной сульфид меди и железа (CuFeS2) - минерал с характерным золотым металлическим блеском. Является распространенной медной рудой, но как облицовочный материал ввиду своей невысокой прочности навряд ли мог служить. Однако не исключено, что у греков существовал особый способ извлечения металла из халькопирита.

Орихалк - таинственный металл Металл, Медь, Лига химиков, История, Орихалк, Греция, Античность, Длиннопост

Но и есть так сказать "обобщающая теория", что греки и римляне могли применять это название ко всем медьсодержащим материалам золотистого цвета (и халькопирит, и латунь и др. сплавы). Так традиционно в нумизматике орихалком называют сплав, используемый для чеканки сестерций (римская монета I века), состоящий из бронзы с добавкой серебра.

Орихалк - таинственный металл Металл, Медь, Лига химиков, История, Орихалк, Греция, Античность, Длиннопост

В настоящее время орихалк по большей части стал известен благодаря разнообразным фэнтези-вселенным, как вымышленный прочный металл золотистого или зеленого оттенка.

Орихалк - таинственный металл Металл, Медь, Лига химиков, История, Орихалк, Греция, Античность, Длиннопост
Орихалк - таинственный металл Металл, Медь, Лига химиков, История, Орихалк, Греция, Античность, Длиннопост
Показать полностью 8
172

Химики вырастили рекордно большой молекулярный треугольник-фрактал

Химики синтезировали самый большой молекулярный фрактальный треугольник. Своей формой он напоминает известную салфетку Серпинского. В структуру входит около 500 атомов железа и свыше 750 органических молекул-связок.


http://short.nplus1.ru/9G8KV0NxAY

Химики вырастили рекордно большой молекулярный треугольник-фрактал Наука, Новости, Химия, Органическая химия, Фрактальный треугольник, Химики
220

Драгоценная находка

Нашли в нашем институте ценный клад для любого химика:) Практикум по биохимии, учебники по органической и аналитической химии датируемые позапрошлым и прошлым веками.

Драгоценная находка Химия, Книги, Интересное, Длиннопост
Драгоценная находка Химия, Книги, Интересное, Длиннопост
Драгоценная находка Химия, Книги, Интересное, Длиннопост
Драгоценная находка Химия, Книги, Интересное, Длиннопост
Драгоценная находка Химия, Книги, Интересное, Длиннопост
Драгоценная находка Химия, Книги, Интересное, Длиннопост
Драгоценная находка Химия, Книги, Интересное, Длиннопост
Показать полностью 6
Мои подписки
Подписывайтесь на интересные вам теги, сообщества,
пользователей — и читайте персональное «Горячее».
Чтобы добавить подписку, нужно авторизоваться.
Отличная работа, все прочитано!