科学モデル 技術的に観察できないかもしれない現象を説明するために構築された目的または概念です。
より高いレベルの化学においてさえ、モデルは非常に有用であり、そしてしばしば化学的性質を推定するために構築される。以下の例は、既知の量を推定するためのモデルの使用法を示しています。
モデル化したいとします。 ベンゼン,
真の価値は
モデル1：リング上の粒子
の リング上の粒子 モデルは、
の エネルギーレベル は次のとおりです。
#E_k =（ℏ^ 2k ^ 2）/（2I）# ,k = 0、pm1、pm2、… "#。 。 。 # ここで、
#I = m_eR ^ 2# 点質量としての粒子の慣性モーメントで、半径方向の距離は一定です。#R# 離れて#O# .#k = sqrt（（2IE）/ℏ^ 2）# このシステムの量子数です。#ℏ=（6.626 xx 10 ^（ - 34） "J" cdot "s"）/（2pi）# 縮小プランクの定数です。#m_e = 9.109 xx 10 ^（ - 31） "kg"# 電子が粒子の場合の質量です。#c = 2.998 xx 10 ^ 8 "m / s"# 光速が必要になるでしょう。
最も強い電子遷移は、
この知識を使うと、 波長 最も強い電子遷移が観測された。実験的に知られていること
エネルギーギャップは：
#DeltaE_（1 - > 2）=ℏ^ 2 /（2I）（2 ^ 2 - 1 ^ 2）#
その関係から
#色（青）（λ）=（hc）/（DeltaE）~~（hc）/（DeltaE_k）=（hc cdot 2m_eR ^ 2）/（ℏ^ 2（2 ^ 2 - 1 ^ 2））#
#=（4pi ^ 2 cdot hc cdot 2m_eR ^ 2）/（3h ^ 2）#
#=（8pi ^ 2 cm_eR ^ 2）/（3h）#
#=（8pi ^ 2 cdot 2.998 x x 10 ^ 8 "m / s" cdot 9.109 x x 10 ^（ - 31） "kg" cdot（1.40 x x 10 ^（ - 10） "m"）^ 2）/（3（ 6.626 xx 10 ^（ - 34） "J" cdot "s"））#
#= 2.13 xx 10 ^（ - 7） "m"#
#=# #色（青）（ "213 nm"）#
モデル2：箱の中の粒子
の 箱の中の粒子 モデルも同じ目的に使用できます。ベンゼンを
二次元では、エネルギーレベルは次のとおりです。
#E_（n_xn_y）=（h ^ 2）/（8m_e）n_x ^ 2 / L_x ^ 2 + n_y ^ 2 / L_y ^ 2# ,#ｎ＿ｘ １、２、３ 、． 。 。 #
#ｎ＿ｙ １、２、３ 、． 。 。 #
最初のいくつかは：
これは、エネルギーレベルがベンゼンの中にある方法と正確に一致します。
#DeltaE_（12 - > 13）=（h ^ 2）/（8m_e）（キャンセル（1 ^ 2 / L_x ^ 2）+ 3 ^ 2 / L_y ^ 2） - （キャンセル（1 ^ 2 / L_x ^ 2） ）+ 2 ^ 2 / L_y ^ 2）#
#=（h ^ 2）/（8m_e）（（3 ^ 2 - 2 ^ 2）/ L_y ^ 2）#
#=（6.626 xx 10 ^（ - 34） "J" cdot "s"）^ 2 /（8 cdot 9.109 x x 10 ^（ - 31） "kg"）（（3 ^ 2 - 2 ^ 2）/（2.80 xx 10 ^（ - 10） "m"）^ 2）#
#= 3.84 xx 10 ^（ - 18） "J"#
したがって、含まれる波長は次のように推定されます。
#色（青）（λ）=（hc）/（DeltaE_（12-> 13））=（6.626 xx 10 ^（ - 34） "J" cdot "s" cdot 2.998 x x 10 ^ 8 "m / s" ）/（3.84 xx 10 ^（ - 18） "J"）#
#= 5.17 xx 10 ^（ - 8） "m"#
#=# #色（青） "51.7 nm"#
結局のところ、環上の粒子はベンゼンのモデルの方が効果的です。