химический каталог




СПИН-СПИНОВОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ

Автор Химическая энциклопедия г.р. Н.С.Зефиров

СПИН-СПИНОВОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ, взаимодействие спиновых магн, моментов электронов и (или) ядер. СПИН-СПИНОВОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ-с.в. электронов обусловливает вклад в энергию квантовой системы (атом, молекула, кристалл), которому отвечает составляющая гамильтониана, имеющая следующей вид:


(суммирование производится по всем парам электронов i и j). В этом выражении rij- вектор, соединяющий положения i-го и j-го электронов, rij- расстояние между электронами, si и sj-операторы спина электронов (круглые скобки означают скалярное произведение векторов), mВ магнетон Бора и gе-электронный g-фактор. СПИН-СПИНОВОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ-с.в. электронов приводит к расщеплению мультиплетного энергетич. уровня в отсутствие внешний магн. поля-так называемой расщепление в нулевом поле (РНП). РНП является характерной величиной для каждого несинглетного электронного состояния молекулы и определяется методом электронного парамагнитного резонанса. Так, триплетное состояние молекулы при наличии у нее осевой симметрии распадается на 3 компоненты; по энергии низшая из них отделена от средней на величину D — E, а от высшей-на величину D + Е, где D и E-т. называют параметры РНП. Как правило, |D| < 0,1 - 0,2 см-1 (за исключением карбенов, нитренов и т.п., где |D| достигает 0,7 - 1,9 см-1), |Е| < 0,01 - 0,05 см-1.

СПИН-СПИНОВОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ-с.в. электронов и ядер приводит к расщеплению зеемановских уровней и соответствующих линий спектра ЭПР-так называемой сверхтонкое взаимодействие. Выделяют два основные слагаемых: диполь-дипольное СПИН-СПИНОВОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ-с.в. ядер и электронов и контактное взаимодействие Ферми. Первое слагаемое аналогично по форме (1), но вместо одного из электронных спинов, например sj, стоит спин ядра Ia, вместо rij стоит расстояние Ria между электроном i и ядром a, а множитель (gеmв)2 заменяется на bia = gemB•gamN, где mN-ядерный магнетон, ga-g-фактор для ядра а. Для атома диполь-дипольное СПИН-СПИНОВОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ-с.в. дает основные вклад в гамильтониан при условии, что атом находится в любом состоянии (Р-, D-и т.д.), за. исключением S-состояния (или, в одноэлектемпературонном приближении,-за исключением тех состояний, в которых есть открытая оболочка, включающая s-орбиталь). При усреднении величин по всем положени ям электронов получаются постоянные СПИН-СПИНОВОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ-с.в. aia (постоянные сверхтонкого взаимодействия), значения которых составляют обычно несколько десятков (до сотни) МГц (1см-1 = = 3•104МГц).

Контактное взаимодействие Ферми при усреднении по пространств. переменным дает вклад в гамильтониан системы вида:


где |Y(0)|2-квадрат модуля волновой функции как функции переменных ri одного электрона в точке, где находится ядро a (по переменным всех остальных электронов проведено усреднение). Для атомов этот член отличен от нуля лишь в том случае, если атом находится в S-состоянии (с электронным спином, не равным нулю). Для атомов в ряду щелочных металлов в основном 2S-состоянии постоянная, стоящая перед оператором (Ia•si) в выражении для меняется от 403 МГц для 7Li до 3418МГц для 87Rb. Контактное взаимодействие Ферми важно учитывать при анализе ядерных магн. расщеплений электронных состояний и сдвигов электронных уровней энергии за счет сверхтонкого взаимодействия. Оно дает заметный вклад и в константу спин-спинового взаимодействия ядер (см. ниже).

Ядерное СПИН-СПИНОВОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ-с.в. так же, как электрон-ядерное, определяется суммой членов, отвечающих диполь-дипольному взаимодействие магн. спиновых моментов ядер. Соответствующий вклад в гамильтониан системы обычно записывается в упрощенном виде как


где Iab-т. называют постоянные (константы) ядерного СПИН-СПИНОВОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ-с.в. Эти постоянные убывают при увеличении расстояния Rab между ядрами a и b как, в силу чего их обычно определяют только для пар близко расположенных ядер. СПИН-СПИНОВОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ-с.в. ядер приводит к расщеплению сигнала ядерного магнитного резонанса, известному как тонкая структура спектра ЯМР. В большинстве случаев - 20 < Iab < 250 Гц. Как и в случае РНП и постоянных электрон-ядерного СПИН-СПИНОВОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ-с.в., постоянные Iab являются величинами, характерными для каждого окружения пары ядер a и b др. ядрами в молекуле.

Литература см. при статьях Квантовая химия, Спин. H. F. Степанов.

Химическая энциклопедия. Том 4 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
учебные центры в ижевске по обучению на монтажника тт
купить номер дома
вентилятор вк -250
стулья для кухни деревянные жесткие

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
(24.09.2017)