химический каталог




Химическая связь

Автор Дж.Маррел, С.Кеттл, Дж.Теддер

лекулы к переходу в окисленное состояние, сопровождающемуся отрывом от нее электрона. Однако атомные и молекулярные ионы, так же как и нейтральные атомы и молекулы, имеют много возможных электронных уровней энергии. В результате отрыва электрона от атома или молекулы ион может остаться в наинизшем основном состоянии или в одном из своих возбужденных состояний. Несмотря на то что термин потенциал ионизации обычно обозначает энергию, необходимую для отрыва электрона от атома или молекулы, находящихся в основном состоянии, с образованием иона в основном состоянии, можно ввести более общее определение k-ro потенциала ионизации для случая, когда ион образуется в своем k-u электронном состоянии.

Не следует путать данное выше определение и определение, которым часто пользуются для атомов. В последнем случае речь идет о наименьшей энергии, необходимой для отрыва k-io электрона от атома, у которого уже удалены k—1 электрон. Эти два определения относятся к совершенно разным процессам.

Согласно первому из данных выше определений, первый и второй потенциалы ионизации атома Ne определяются следующими диаграммами:

Ne(\s22s22pG)->Ne+(\s22s22p5) + e) Л = 21,6 эВ, Ne(b22522p6)-^Ne+(l522512p6) + e; /2 = 48,5 эВ.

Основное состояние Ne+ имеет на 2р-орбиталях на один электрон меньше, чем основное состояние Ne, а первое возбужденное состояние Ne+ отличается от основного состояния Ne отсутствием одного электрона на 25-орбитали. Согласно второму определению, второй потенциал ионизации определяется диаграммой

Ne+ (ls22s22p5)-* Ne2+ (ls22s22p4) + e; /+ = 41,1 эВ,

в которой второй электрон удален с 2р-орбитали. Чтобы избежать недоразумений, не будем пользоваться вторым определением, а фигурирующие в нем величины будем характеризовать как потенциалы ионизации (k—1) положительного иона.

Наиболее непосредственной и обладающей широкой областью применимости методикой измерения потенциалов ионизации молекул является фотоэлектронная спектроскопия. В этом методе молекула в газовой фазе подвергается воздействию монохроматического излучения с частотой v, энергия фотона которого hv превышает измеряемый потенциал ионизации. Для потенциалов ионизации, меньших 20 эВ, источником излучения обычно служит линия испускания возбужденного атома гелия с длиной волны 58,4 нм (21,2 эВ). Измерения более высоких потенциалов ионизации, особенно связанных с отрывом электронов из внутренних оболочек, производят при помощи рентгеновского излучения. Этот тип экспериментов применим также и для исследования молекул в твердом теле.

Измеряя кинетическую энергию испущенных электронов, можно определить потенциал ионизации из уравнения, выражающего закон сохранения энергии [ср. с формулой (2.2)]

hv = Tk + /ft. (5.27)

При фиксированной частоте v испущенные электроны имеют различные кинетические энергии. Откладывая число электронов, испущенных за данный промежуток времени, в зависимости от Т (или более непосредственно от Ik = hv—Tk) получим спектр испущенных электронов. При использовании гелия и других подобных источников электромагнитного излучения этот метод носит название ультрафиолетовой фотоэлектронной спектроскопии (УФС), в случае рентгеновских источников его называют рентгеновской фотоэлектронной спектроскопией (РФС) или ЭСХА — электронная спектроскопия для химического анализа.

Метод фотоэлектронной спектроскопии оказался наиболее плодотворным не для атомов, а для молекул, так как он является уникальным средством проверки применимости метода молекулярных орбиталей в теории валентности.

На рис. 5.10 приведены фотоэлектронные спектры молекул N2, 02 и N0. Для каждой молекулы имеются две разные области спектра, одна — соответствующая энергиям в несколько сотен электрон-вольт, другая — десяткам электронвольт. Последняя область разделена на две части при энергии примерно 20 эВ, поскольку для ионизации молекул с энергиями, большими и меньшими этого значения, применяют различные источники фотонов. В области энергий, меньших 20 эВ (возбуждаемой линией Hel), разрешение выше, чем в остальных частях спектра, что обусловлено отчасти техническими причинами, отчасти меньшей спектральной шириной ионизирующего излучения. Тонкая структура в этой области спектра обусловлена колебательными уровнями положительного иона. Другими словами, образующийся в результате ионизации ион может находиться не только в различных электронных состояниях, но и на разных колебательных уровнях, соответствующих каждому из §тих состояний. Форма огибающей колебательной полосы

J L

4/5 4Ю 405 45 4 0 35

fd(Ots)

56

J L

J45 540 415 410

40

N0

2rt

30 ZO 19 Id 17 16 15 14 13 12 11 1С

определяется принципом Франка — Кондона, описываемым в книгах по молекулярной спектроскопии.

Наконец, следует отметить, что в спектре фотоэлектронов имеются некоторые полосы, которые связаны не просто с отрывом электрона от молекулы, но могут также включать возбуждение других электронов в молекуле. Полоса, помеченная в спектре 02 буквой Л, возможно, обусловлена именно

страница 30
< 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

Скачать книгу "Химическая связь" (3.31Mb)


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

 

 

Реклама
вентилятор кво
http://taxiru.ru/fotootchet_forum_taksi/
оконный кондиционер general climate gcw-07hrn1
курсы автоматика

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
(18.10.2017)