химический каталог




Химическая связь

Автор Дж.Маррел, С.Кеттл, Дж.Теддер

ля конфигураций, приводящих к основным состояниям. Второе правило, предложенное Гундом, состоит в том, что если для данной конфигурации имеется более одного терма с данной спиновой мультиплетностью, то энергии этих термов уменьшаются с увеличением значений L.

Объяснение правил Гунда основано на анализе детального вида волновых функций отдельных термов, и этот вопрос выходит за рамки данной книги. Обычно даваемое объяснение заключается в том, что порядок термов определяется уменьшением электронного отталкивания с увеличением S и L. Однако это объяснение было в некоторых случаях опровергнуто точными расчетами волновых функций. Было найдено, что небольшие разности в энергии электронно-ядерного взаимодействия превышают разности энергий электронного отталкивания [1]. Однако это может оказаться аргументом типа «что было раньше: курица или яйцо», поскольку можно представить себе, что изменения энергии электронно-ядерного взаимодействия обусловлены релаксацией орбиталей в направлении уменьшения электронного отталкивания.

Только термы, имеющие ненулевой полный орбитальный угловой момент (и, следовательно, ненулевое поле, обусловленное орбитальным движением электронов) и ненулевой полный спин, могут проявлять спин-орбитальную связь. В табл. 11.1 только 8Я-терм удовлетворяет этому условию. Спин-орбитальная связь проявляется в расщеплении терма с квантовыми числами (L, 5) на 25 + 1 отдельное состояние (если L ^ 5) или 2L + 1 отдельное состояние (если S ^ L). Таким образом, для 3Р-терма (1 = 1, S=l), согласно любому из двух указанных условий, имеются всего три состояния. Они нумеруются значениями квантового числа /, определяющего величину полного углового момента (орбитального плюс спинового). Величина / может принимать значения

j^L + S, L + S—l, L-S, если L^S

или

/ = $ + /,, S + L—1, S — L, если S^-JL.

Если S или L равно нулю, из каждого терма возникает только одно состояние, значение / для которого равно L +

В табл. 11.1 следует обратить внимание на то, что расщепление 3Я-термов на состояния составляет лишь несколько см-1, что намного меньше расщепления между термами отдельных конфигураций. Это справедливо для большинства электронных конфигураций всех элементов, за исключением самых тяжелых.

Рассмотрим теперь более подробно распределение электронов по орбиталям в конфигурации \s22s22p2. Пара электронов на ls-орбитали, согласно принципу Паули, должна иметь противоположные спины, и поэтому возможно лишь одно-единственное пространственное и спиновое описание этих электронов. То же верно и для двух электронов на 25-орбитали. В противоположность этому имеется 15 способов распределения двух электронов на 2/7-орбиталях, удовлетворяющих требованиям принципа Паули: они перечислены в табл. 11.2. Три 2/?-орбитали охарактеризованы своими квантовыми числами т [определяемыми формулами (3.26) и (3.27)], а их спиновые компоненты обозначены противоположно направленными стрелками: { == (т5 = !/2), | == (nis = — 72).

Таблица 11.2

Пятадцать возможных распределений электронов

для 2р2-конфигурации углерода, которые разрешены

принципом Паули

Так как квантовые числа Т и MS указывают проекции орбитального и спинового моментов на некоторое определенное направление в пространстве (обычно ось г), то для того, чтобы найти проекцию полного орбитального углового момента (L), нужно просто сложить значения Т для каждого электрона, а чтобы найти проекцию полного спинового углового момента на ось Z—сложить значения MS для каждого электрона. Эти величины обозначаются символами ML и MS соответственно.

Из табл. 11.2 видно, что распределению (1) соответствует ML = 2, и так как это максимальное значение ML ИЗ приведенных в таблице, распределение (1) должно быть одной из компонент D-состояния (L = 2), пять компонент которого имеют ML = = 2, 1, 0, —1, —2. Здесь наблюдается тесная аналогия с пятикратным вырождением rf-орбиталей (1=2, Т—2, 1, 0, —1, —2). Поскольку распределение (1) имеет MS — 0, это должно быть синглетное спиновое состояние (5 = 0, MS = 0).

Распределение (2) в табл. 11.2 имеет ML = 1 и MS = 1. Это должна быть одна из компонент 3Р~состояния (1 = 1, 5 = 1), девять компонент которого возникают из всех пар, которые могут быть образованы из наборов ML = 1, 0, — 1 и Ms = 1, 0, —1.

Состояния LD и 3Р охватывают 14 из всех возможных распределений электронов в конфигурациях (нет нужды подробно рассматривать, какое распределение относится к какому состоянию, это более трудная задача). Осталось неучтенным только одно распределение, а терм LS (L — 0, 5 = 0) — единственный терм, имеющий только одну компоненту. Поэтому, в согласии с табл. 11.1, заключаем, что основная конфигурация углерода приводит к термам 3Р, LD, LS. При помощи аналогичных рассуждений можно проверить, что вторая конфигурация в табл. 11.1 дает термы ]Р и 3А

Атомная спектроскопия является обширной областью, глубокое изложение теории которой может само по себе составить целую книгу. В данной главе был дан лишь краткий обзор, достаточный,

страница 89
< 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
кирпич лицевой ввкз
Выгодное предложение от KNS digital solutions интернет магазин ноутбуков - более 17 лет на рынке, Москва, Дубровка, своя парковка.
чугунная плиттка купить
концерт гагариной 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
(28.06.2017)