химический каталог




Теория строения молекул

Автор В.И.Минкин Б.Я.Симкин Р.М.Миняев

расстояние между расщепленными уровнями для всех термов одинаково. В этом случае, называемом нормальным эффектом Зе-емана, каждая линия расщепляется всегда на три линии (зеема-новский триплет).

Происхождение названий «аномальный» и «нормальный» эффекты Зеемана относится к периоду, когда представления об электронном спине еще не были введены в квантовую механику. Поскольку зеемановский триплет может быть объяснен и в рамках описания с набором обычных квантовых чисел (и, /, т), обусловливающий его эффект был признан «нормальным». А более сложный, хотя и более общий, случай (5/0) получил вначале наименование аномального эффекта.

Задача 3.19. Для каких переходов в атоме углерода в слабом магнитном поле будут наблюдаться нормальный н аномальный эффекты Зеемана?

ней. Учитывая правило отбора AMs=0, получим б возможных переходов. Спектрально проявляются только три линии, так как расщепление уровней по Ms одинаково для всех ML (рис. 3.13).

При действии на атом внешнего электрического поля также наблюдается эффект расщепления линий, этот эффект назван эффектом Штарка.

Задача 3.20. Рассчитать значение индукции Л магнитного поля, взаимодействие которого с орбитальным моментом Mj=lh нарушает спин-орбитальное взаимодействие, и сравнить это поле с максимально достижимыми в настоящее время с помощью сверхпроводящих магнитов полями Капицы (~ 100 ООО Гс).

Задача 3.21. Доказать, что в слабом магнитном поле переход между термами 1D2 и дает три линии.

Задача 3.22. Найти, как изменяется спектральная картина переходов в атоме Li при перемещении его из слабого магнитного поля в сильное.

Расщепление спектральных линий во внешних электромагнитных полях является общим эффектом, на основе которого действуют ЯМР- и ЭПР-спектрометры.

3.10.2. Сверхтонкое взаимодействие

Имеется несколько эффектов, которые также могут быть включены в атомный гамильтониан. Конечные размеры ядра и эффекты, которые дают малые поправки в энергию, связанные с его движением, не приняты во внимание. Кроме того, имеются релятивистские эффекты, связанные с взаимодействием спинов электронов между собой (спин-спиновое взаимодействие). Можно также учесть релятивистскую зависимость массы электрона от скорости, которая существенна только для внутренних электронов тяжелых атомов.

Если ядро имеет ненулевой спин, то существует взаимодействие между ядерным спиновым магнитным моментом, спиновым и орбитальным магнитным моментом электрона, которое ведет к так называемой сверхтонкой структуре атомных спектров. Полный угловой момент F атома есть сумма полного момента всех электро—> -*

нов J и спинового момента ядра / :

?=7+/. <3-106)

Для примера рассмотрим основное состояние атома водорода. Спин протона /= '/2 и /= следовательно, квантовое число F может быть равно 0 или 1. Переход F =1-+0 дает линию 1420 мГц (Х=21 см), соответствующая энергия перехода 5,9 10 эВ. Это знаменитая линия, испускаемая водородом в космическом пространстве. С открытия этой линии Ивеном и Парселлом (1951) ведет

92

начало радиоастрономия. Частота сверхтонкого расщепления основного состояния водорода является, вероятно, одной из наиболее точно измеренных физических констант: 1420405751, 786 + 0 010 Гц

вая функция системы должна содержать как электронные (г), так и ядерные (R) координаты: 4<(г, К). Это значительно усложняет задачу математического поиска волновой функции. Поэтому в конкретных расчетах молекулярных свойств стремятся обычно к раздельному рассмотрению движения ядер и электронов.

Кслман У. Введете в квантовую химию. — М.: ИЛ, I960. Гл. IV, IX. Мате* Дж., Кггм Г., Теддер Дж. Теория валентности. — М.: Мир, 1980. Гл. I-V

nil им Г., У актер Дж., Кимбал Дж. Квантоваа хнмиа. — М.: ИЛ, 1948. Гл. Ill, VI, VII, DL

е глубокое и легальное иэложенве агоарата квантовой механики имеется в учебниках: | А. И. Осиовы квантовой механики. — М.: Наука, 1976. — ' Р., Поляж Р. Основы квантовой химии. — М.: Мир, 1979. Лжщдау Л. Д., Лв«>шш| Е. М. Кваятовая механика. — М.: Наука, 1975. Цвиимс К. Квантовая химия. — М.: Мир, 1976. Т. 1. Гл. 2—7.

ГЛАВА 4

ТЕОРИЯ ХИМИЧЕСКОЙ СВЯЗИ

Квантовая механика позволяет описать электронное строение и спектры атомов. Она дает также ответы на основные вопросы теории химического строения: а) почему атомы отдельных элементов соединяются в молекулу, т. е. почему устойчивы одни молекулы и неустойчивы другие; б) в каком порядке могут объединяться атомы, т. е. каково химическое и пространственное строение молекул, каковы свойства химических связей.

Оператор Гамильтона молекулы с N ядрами и п электронами содержит члены кинетической энергии электронов, потенциальной энергии притяжения электронов к ядрам, а также члены, обусловливающие межэлектронное отталкивание. Кроме того, по сравнению с гамильтонианом атома добавляется член электростатического отталкивания ядер и их кинетической энергии:

4.1. ПРИБЛИЖЕНИЕ БОРНА—ОППЕНГЕЙМЕРА

Вид,гамильтониана (4.1) существенно усложнен по сравнению с гамильтонианом многоэлектронного атома (3.2) глав

страница 25
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153

Скачать книгу "Теория строения молекул" (9.26Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
что значит желтый цвет цветов
Фирма Ренессанс: цены на лестницы на второй этаж - оперативно, надежно и доступно!
кресло ch хром
хранилище для вещей в москве

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(10.12.2016)