Электронная конфигурация Ядерные реакции

В повседневной практике химика-органика несравненно большее значение имеют спектроскопические методы, и здесь на первое место выдвинулся (открыт в 1946 г.) метод ядерного магнитного резонанса (ЯМР), основанный на взаимодействии магнитных моментов ядер (например, ядра водорода) с внешним магнитным полем. Метод протонного магнитного резонанса дает исчерпывающие сведения о химической природе, пространственном положении и числе атомов водорода в молекуле и тем самым о ее строении. Методы инфракрасной (ИКС) и электронной спектроскопии в ультрафиолетовой и видимой областях спектра, а также спектров комбинационного рассеяния света (СКР) выявляют функциональные группы, распределение электронной плотности, пространственное строение молекул органических соединений. Метод электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) для определения природы свободных радикалов, образующихся при химических реакциях, обусловлен взаимодействием неспаренного электрона парамагнитного соединения со внешним магнитным полем. Масс-спектроскопия (спектрометрия) путем определения массы и относительных количеств ионов, возникающих при бомбардировке электронами молекул, исследует их строение. Метод дипольных моментов устанавливает конфигурацию молекул и отчасти распределение в них электронной плотности. Повысился интерес исследователей к методу полярографии органических соединений (изучение пространственного строения, кинетики, таутомерии и т. д.). Большое значение имеет исследование термодинамических свойств органических соединений (например, при оценке их взрывчатых свойств). [c.10]

Туннельный перенос электрона. Он не требует крупномасштабных перемещений целых молекул, однако сопровождается изменением равновесной ядерной конфигурации системы вследствие изменения зарядов состояния молекул и перехода системы на другую поверхность потенциальной энергии. В фотосинтетических РЦ это проявляется в виде зависимости характера переноса от конформационного состояния белковых компонентов РЦ. В митохондриях отсутствуют низкотемпературные реакции переноса электрона. Вместе с тем большие скорости переноса (ti/2 10 -j- 10 с) на отдельных участках дыхательной цепи показывают, что и здесь имеет место туннельный перенос. В митохондриях этот перенос также сопряжен с конформационными изменениями белковых компонентов. По различным оценкам, расстояния между активными простетическими группами переносчиков, непосредственно передающих электрон, составляют не меньше 0,5-1 нм (для цито-хромов с и 5 в реакции переноса электрона между ними оно составляет 0,8 нм). [c.375]

В результате химической реакции это соотношение нарушается, а восстанавливается оно путем перехода триплетной пары в синглетную (Т - -переход). Такие интеркомбинационные переходы (5 Т и 7 -> 5) запрещены правилами отбора, но происходят по ряду причин. Во-первых, в силу спин-решеточного взаимодействия путем обмена энергий между несущей спин частицей и окружающими ее молекулами растворителя (решетки). Время спин-решеточной релаксации (продольной Т и поперечной 72) достаточно велико (Ю -Ю с) и много больше времени существования радикальной пары (10 -10 с). Поэтому в низковязких жидкостях этот механизм перехода неэффективен. Во-вторых, 5-7-переход происходит в том случае, когда различаются частоты ларморовской прецессии спиновых моментов радикальной пары вокруг направления магнитного поля (Де-механизм). В этом случае индуцируется 3 7о-переход. Частота перехода равна разности частот ларморовской прецессии и прямо пропорциональна Ag = g - gl и напряженности поля Щ. Частота 5 -> 7о-перехода 10 рад/с достигается при Ag = 10 и Яо 10 А/м. В-третьих, причиной 5 -л 7-перехода является сверхтонкое взаимодействие спина электрона с ядерными спинами (СТВ-механизм). В отсутствие магнитного поля электронный и ядерный спины радикала прецессируют вокруг результатирующей суммарного спина. В ходе движения электронный и ядерный спины совершают взаимный переворот, в результате чего конфигурация пары 7+ переходит в -состояние. Скорость перехода зависит от констант СТВ. Для СТВ-механизма характерны времена перехода Ю -Ю с, т. е. соизмеримые с временем жизни радикальных пар. Таким образом, Б отсутствие магнитного поля СТВ-механизм является наиболее эффективным для 7 -переходов в радикальных парах. [c.197]

Расчет вращательных сумм состояний для молекул, радикалов и активированных комплексов производился по формуле (123), требующей, знания произведений главных моментов инерции [1а 1в1с), числа симметрии частиц, равного числу неразличимых конфигураций, получаемых при вращении, квантовых весов или степени вырождения электронного и ядерного спинов gg и gn) Экспериментальных данных по инфракрасным спектрам в принципе достаточно для оценки моментов инерции молекул, но они отсутствуют для радикалов и не всегда известны для молекул. Поэтому главные моменты инерции и их произведение находились расчетным путем, на основе определенных геометрических моделей молекул, радикалов и предположительных геометрических конфигураций активированного комплекса. Необходимые для подобных расчетов геометрические параметры молекул (длины связей, валентные углы) изгаестны на основании результатов электронографических измерений, либо определяются путем расчета расстояний и энергий связей в радикалах [251]. Геометрическое строение образующихся активированных комплексов в реакциях между радикалами и молекулами в случае Н-атомов и СНз-радикалов выбирается близким к геометрическому строению исходных молекул. При этом предполагается, что изменения в активированном состоянии носят локализованный характер, в соответствии с пунктом г . [c.191]

Составьте уравнения ядерных реакций синтеза изотопов курчатовия с массовыми числами 260 и 261 при бомбардировке плутония-242 и кюрия-248 соответственно ядрами нео-на-22 и кислорода-18 (второй продукт — нейтроны). Приведите возможную электронную конфигурацию атома курчатовия и формулу его высшего хлорида (образуется прямым синтезом из простых вешеств). [c.133]

ХПЯ в последовательных РП эффект памяти). В рассмотренной ситуации электронного обмена химическая реакция в РП создает последовательные пары, которые отличаются конфигурацией ядерных спинов, но химически тождественны. За время жизни РП в клетке могут также успеть произойти химические реакции, которые дают новые радикалы и новые радикальные пары. Например, при фотолизе дибензилкетона образуется сначала пара РЬСН СО СН,РЬ . После отщепления СО группы эта пара превращается в пару РЬСН, СН,РЬ . Поляризация спинов ядер в продуктах рекомбинации вторичной пары зависит не только от спиновой динамики в этой, вторичной паре. Оказывается, что эффекты ХПЯ во вторичной паре зависят также от спиновой динамики в первичной паре. Эффекты ХПЯ, которые наблюдаются в продуктах рекомбинации вторичной пары последовательности из двух РП, несут в себе информацию и о спиновой эволюции в первичной паре [8]. Вторичная пара наследует результат спиновой динамики в первичной паре. Такая память [c.88]

Для перестройки ядер требуется время 10- °—сек, для перестройки электронных облаков время порядка Ю- з сек. Поэтому обычно при перестройке ядерной конфигурации в переходном состоянии электроны следуют за ядрами и комплекс переходит через вершину энергетического барьера. Если, однако, электронная конфигурация оказывается запрещенной, то время перестройки электронов составляет секунды и даже минуты, как, например, в реакции [c.54]

Этого краткого рассмотрения достаточно, чтобы проиллюстрировать разнообразие способов перестройки решетки, которая может последовать за ядерным событием. Не удивительно, что эффект Мессбауэра неоднократно наблюдали в металлах после (с1, р)-реакций [149—151], кулоновского возбуждения [152, 153] и захвата нейтронов [154]. Кроме того, тот факт, что в магнитных металлах обнаружено характерное для них магнитное сверхтонкое расщепление, явно указывает, что испытавший взаимодействие атом занимает правильное положение в решетке и имеет нормальную электронную конфигурацию. Это согласуется как с механизмом простого замещающего столкновения, так и с механизмом плавления и рекристаллизации. [c.493]

Ответ. С помощью искусственных ядерных реакций были получены все элементы с порядковыми номерами от 93 до 109. Элементы 93—103 — это актиноиды, элементы 104—109 — это -элементы 7-го периода. Электронные конфигурации этих элементов (распределение электронов по уровням указано в периодической таблице на первом форзаце учебника) [c.145]

При квантовохимическом дизайне синтеза с помощью ЭВМ- необходимы расчеты большого числа молекул, ряда возможных реагентов, интермедиатов, переходных состояний и продуктов. Стехиометрические ограничения для полной реакции означают, что все конкурентные пути синтеза, ведущие к данному конечному продукту, можно описать, исходя из фиксированного набора ядер и фиксированного числа электронов. Следовательно, все эти пути синтеза и возможные реакционные механизмы могут быть описаны классическим образом, основываясь на функции энергии, которая зависит от взаимного расположения данных ядер и электронного состояния системы. В рамках модели Борна — Оппенгеймера квантовомеханический расчет такой функции, часто называемой гиперповерхностью потенциальной энергии Е г), обычно включает поточечный расчет ожидаемого значения функционала энергии Е(г) в выбранных точках г е "Л, где "Л — абстрактное пространство конфигураций ядер. Если рассматриваются внутренние (относительные) движения ядерной системы, то размерность п пространства "Л может быть выбрана как [c.92]

Аналогичные данные получаются и при оценке расстояний, на которые проникает электрон от поверхности внутрь молекулы белка в его реакциях с неорганическими реагентами. В области низких температур, где перенос электрона практически не зависит от температуры, соответствующая перестройка ядерной системы, о которой упоминалось выше, должна происходить также безактивационно. Это означает, что изменение ядерной конфигурации происходит также за счет туннелирования через барьер, образованный пересечением потенциальных поверхностей. [c.375]

Согласно принципу Франка — Кондона, в процессе возбуждения происходит изменение только электронной конфигурации растворенной молекулы и окружающих ее молекул растворителя без изменения конфигурации ядер. Конечное возбужденное состояние при этом называют франк-кондоновским возбу/кденным состоянием. В указанном состоянии поле реакции частично обусловлено ядерной конфигурацией молекул растворителя (которая определяется дипольным моментом молекул растворителя в основном состоянии) и частично электронной конфигурацией молекул растворителя (которая определяется дипольным моментом в возбужденном состоянии). Таким образом, для вычисления энергии молекулы во франк-кондоновском возбун<денном состоянии поле [c.182]

За последние годы внедряются и быстро распространяются методы электронно-парамагнитно1 о и ядерно-магнитного резонансов для исследования водоро (ных связей, ионных и молекулярных реакций, для оценки молекулярного строения и изменения конфигураций молекул. Известно, что электронно-паромагнитный резонанс (ЭПР) вызывается свободными связями углерода, находящимися преимущественно в конденсированной ароматической структуре асфальтенов. Повышение температуры (выше 380°С) [82], воздействие ультрафиолетовой радиации и волновая обработка продукта увеличивают число свободных радикалов и, следовательно, повышают скорос ть окисления. [c.35]

Общая характеристика элементов подгруппы марганца. Электронная конфигурация их п — l)d ns Высшее окислительное число г 7. Для марганца и рения характерны соединения, где степень их окисления +2, -f3, +4, - 6 и +7 (-[-1 и +5 мало характерны). Технеций больше похож на рений, чем на марганец. Соединения рения (VII) наиболее устойчивы (отличие от марганца). Технеций получен из молибдена в небольшом количестве в процессе ядерных реакций (1937г.) и мало изучен. Рений получен в 1924 г. и изучен довольно хорошо. Он похож на вольфрам и платиновые металлы, соседние с ним. Пассивен в обычных условиях. Устойчив в своих высших соединениях. [c.340]

Следует при этом заметить, что в многоатомной молекуле энергая разрыва связи не равна средней энергаи связи. Например, при реакции 30(г) Оз(г) выделяется энергая, равная 605 кДж. Отсюда средняя энергая каждой связи 0—0 в молекуле озона будет равна —605 2 = —302,5 кДж. Между тем энергая разрыва первой связи Оз(г) 02(г) + О составляет всего 108,8 кДж, а второй связи 02(г) = 0(г) + 0(г) около 496 кДж. Несовпадение энергаи разрыва первой и второй связей со средней энергаей связи обусловлено тем, что при разрыве уже первой связи происходит изменение электронной и ядерной конфигурации молекулы озона, в результате чего изменяется и энергия взаимодействия оставшихся атомов. [c.84]

Сегодня квантовая химия позволяет с высокой точностью вычислять равновесные межъядерные расстояния и валентные углы, барьеры внутреннего вращения, энергии образования и энергии диссоциации, частоты и вероятности переходов под влиянием электромагнитного излучения в весьма широком диапазоне длин волн (от рентгеноэлектронных спектров до спектров ЯМР), энергии активации, сечения и константы скорости простейших химических реакций. В ходе квантовохимических расчетов для многих молекул было обнаружено, с одной стороны, существование значительного числа минимумов на потенциальных поверхностях, разделенных часто невысокими барьерами (нежесткие молекулы), была установлена высокая чувствительность электронного распределения к изменениям ядерной конфигурации, а с другой стороны, были подтверждены и постулируемые классической теорией возможности переноса локальных характеристик отдельных фрагментов молекул в рядах родственных соединений и т.п. Квантовая химия значительно облегчает интерпретацию различных экспериментальных спектров. [c.5]

Потенциальные возможности ЙК- и КР-спектроскопни не используются с достаточной полнотой из-за проблемы отнесения. Однако с развитием методов синтеза можно надеяться, что введение меченых групп (обычно дейтерия) сделает возможным отнесение пиков и усилит роль этих методов. Некоторые небольшие успехи достигнуты при использовании спектроскопии Мессбауэра, в частности, при исследовании гемов (комплексов с железом), где она может дать подробную информацию относительно электронных конфигураций диамагнитных и парамагнитных состояний. Возможности этого метода, однако, ограничены, поскольку в качестве поглощающих ядер здесь используются ядра с низкой энергией первого возбужденного состояния и заселяется оно в результате ядерной реакции или распада. Поэтому в ряду металлопорфиринов были изучены только Ре, и [c.394]

Элементарный акт переноса электрона между молекулами, согласно современным представлениям, может быть представлен как изоэнергетический подбарьерный (туннельный) переход электрона от донора к акцептору [272]. В качестве координаты реакции при этом используют не положение электрона, а ядерные координаты взаимодействующих молекул и сольватного окружения. Скорость переноса электрона определяется как энергией активации (т. е. энергией изменения ядерной конфигурации, необходимого для выравнивания энергетических уровней электрона в исходном и конечном состояниях), так и вероятностью туннелирования электрона. [c.207]

Это утверждение согласуется, но-видимому, со смыслом наименьшего ядерного движения и минимального возмущения электронной конфигурации. Поскольку все координаты реакции пол-носимметричны, за исключением точек минимума или максимума потенциальной энергии (гл. 1, разд. 3), элементы симметрии, имев- [c.279]

N (I), р)С1 . Этот процесс используют для получения (см. Углерод) в ядерных реакторах. N1 применяется в химич. и биохимич. исследованиях в качестве изотопного индикатора. В пром-сти концентрирование N1 ведут обменной реакцией в жидкой фазе N N3 (газ) Ч- Nl H4NOз(p-p) = N искусственных радиоактивных изотопов А. наибольший период полураспада имеет N1 = 10,08 мин), остальные — весьма короткоживущие. Электронная конфигурация атома А. 1в 2х 2р . Атомный радиус 0,71 А, ионные радиусы 0,15 А N 1,48 "А. Энергии ионизации (в эв) К —> N+ -> —> соответственно равны 14,54 29,60 47,43 77,45 97,86. В соединениях А. формально может проявлять переменную валентность от —3 до -Н5. Однако в основном состоянии атом А. имеет [c.34]

Наличие стабильных пятикоординационных комплексов с конфигурацией позволяет предположить, что четырехкоординационные комплексы являются координационноненасыщенными и что поэтому в реакциях замещения будет преобладать такой механизм, который приводит к временному увеличению координационного числа центрального атома. Образование пяти эквивалентных связей приводит к 18-электронной (10 связывающих и 8 несвязываю-щих электронов) валентной оболочке, типичной для ближайшего инертного газа. Низкий эффективный ядерный заряд позволяет использовать все пять орбиталей [2 х (п — —1)с + + 3 X пр]. [c.70]

П. Руденко называет такой промежуточный комплекс элементарной каталитической системой, что с позиций системного анализа является вполне правомерным все элементы этого комплекса — атомы (ядра) индексных групп реагентов, связанные с ними сложные радикалы реагентов, атомы катализаторов — в целом представляют собой ядерно-электронный комплекс, образованный посредством химических связей различных и при этом изменяющихся электронных зарядов. Естественно, что такой комплекс, подобно всякому переходному состоянию, существует в форме непрерывно изменяющихся конфигураций на некотором малом отрезке пути реакции. Поэтому время его существования определяется величиной, имеюп1 ей характер дифференциала. Однако в ходе каталитических реакций, сопровождающихся постоянным п[)итоком извне новых порций реагентов и отводом готовых продуктов, происходит многократное возобновление комплексов, и они, по выражению А. П. Руденко, приобретают статус элементарных открытых каталитических систем (ЭОКС) . [c.202]

За последние годы внедряются и быстро распространяются методы электронного парамагнитного и ядерного магнитного резонансов для исследования водородных связей, ионных и молекулярных реакций, для оценки молекулярного строения и изменения конфигураций молекул. Эти новые и перспективные методы магнитохи-мии применяются для изучения фракций битумов — определения структуры их соединений. [c.23]

Bj2io (T1/2 = 5 дням) нолучают облучением природного В. нейтронами в ядерном реакторе по реакции Bi (n, y) Конфигурация внешннх электронов [c.295]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология