химический каталог




Химическая связь

Автор Дж.Маррел, С.Кеттл, Дж.Теддер

й конфигурации, можно использовать один и тот же набор орбиталей.

Существуют и другие, магнитные по своему происхождению, эффекты, влияющие на уровни энергии атомов. Электрон, движущийся вокруг ядра, может создать магнитное поле, которое будет взаимодействовать со спиновым магнитным моментом электрона. Это называется спин-орбитальной связью. Различные ориентации электронного спина относительно орбитального

магнитного поля соответствуют разным энергиям. Спин-орбитальная связь представляет собой еще одно возмущение атомного гамильтониана, невозмущенные волновые функции которого найдены без учета спин-орбитальной связи. Величина рассматриваемого возмущения возрастает с увеличением заряда ядра, так как чем ближе электроны к ядру, тем быстрее они движутся и, следовательно, тем большие магнитные поля они создают. Для очень тяжелых атомов (например, актиноидов) спин-орбитальная связь может стать более сильным возмущением, чем возмущение за счет той части электронного отталкивания, которая остается после усреднения по углам.

Сказанное выше можно проиллюстрировать на примере любого многоэлектронного атома. В правой колонке табл. 11.1 приведены найденные методами атомной спектроскопии волновые

Таблица 11.1

Схема возмущений атомных состояний, показывающая влияние двух возмущений (электронного отталкивания и спин-орбитальной связи) на первые две конфигурации атома углерода

Конфигурация

Волновое число, см-1

_ Волновое

Герм _i

число, см

Состояние

Волновое число, см~1

Вырождение

ls22s22/v

\s22s22p3s

числа (значения обратной длины волны в см-1) нескольких первых состояний атома углерода. Именно такие единицы измерения приняты в электронной спектроскопии, их можно преобразовать в значения энергии, измеряемые в кДж-моль-1, путем умножения на 0,01196.

Наинизшая по энергии конфигурация атома углерода — \s22s22p2. Как будет видно далее, она допускает 15 разных способов размещения электронов по трем 2р-орбиталям. Они группируются в пять различных атомных состояний, степень вырождения которых показана в таблице. Вырождение будет снято, если атом поместить в магнитное поле (зеемановское расщепление уровней). Первая возбужденная конфигурация получается путем забрасывания электрона из 2р-оболочки на 3s-, что дает конфигурацию \s22s22p3s. Для этой конфигурации возможно 12 разных способов размещения электронов, и, как показано в таблице, возникают четыре различных атомных состояния.

В левой колонке табл. 11.1 приведены волновые числа для двух конфигураций, определенные как средние (взвешенные с соответствующими степенями вырождения) по атомным состояниям. Видно, что разность между ними (58 635 см-1) велика по сравнению с расстояниями между состояниями, возникающими из данной конфигурации. В нашей схеме эти энергии можно взять в качестве невозмущенных энергий [решений уравнения (11.7)].

Во второй колонке приведены результаты учета возмущения, обусловленного частью электронного отталкивания, не обладающей сферической симметрией. Основная конфигурация расщепляется на три так называемых терма, а возбужденная конфигурация— на два терма. Этим термам приписывают спектроскопические обозначения, указывающие полный орбитальный угловой момент и полный спиновый угловой момент электронов.

Орбитальный угловой момент отдельного электрона в атоме определяется квантовым числом / занимаемой им орбитали, а спектроскопическое обозначение орбитали следует правилу, согласно которому квантовые числа

/==0, 1, 2, 3, 4, ...

ассоциируются со спектроскопическими символами

s, р, d, f, g, ... (11.27)

соответственно.

Аналогично полный орбитальный угловой момент всех электронов определяется целым квантовым числом L и обозначается соответствующей прописной буквой. Таким образом, квантовые числа

L = 0, 1, 2, 3, 4, ...

ассоциируются со спектроскопическими символами

S, Р, Д F, О,,,, (11.28)

соответственно. Атомные орбитали, за исключением s-орбиталей, и атомные термы, за исключением S-термов, имеют ненулевой орбитальный угловой момент.

Спин отдельного электрона s = !/г, и он может иметь любую из двух проекций (ms = 1д или ms = — У2) на ось квантования, представляющую собой любое определенное направление в пространстве, задаваемое внешним полем (см. разд. 4,1). Спины двух электронов на разных орбиталях могут быть параллельны или антипараллельны, так что полное спиновое квантовое число может принимать значения 5 = 0 или S = 1. Спиновые мульти-плетности (2S-J-1) этих двух состояний равны соответственно 1 и 3. Первое называют синглетным, второе — триплетиым спиновыми состояниями. Спиновую мультиплетность (число спиновых компонент) состояния указывают в виде верхнего индекса к символу углового момента, например 3Р (читается как триплет Р) или lD (читается как синглет D).

Из табл. 11.1 видно, что для обеих конфигураций наинизший по энергии терм имеет наибольшую спиновую мультиплетность. Существует общее правило для этого результата, впервые предложенное Гундом и имеющее лишь несколько исключений, причем ни одного д

страница 88
< 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
клей для кладки блоков цена
ремонт чиллера lennox
стул лабораторный сп стоимость
breaking benjamin 11 августа 2017

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
(25.06.2017)