Энергетические уровни молекул электронные

Под влиянием этого поля энергетический уровень 3 электронной оболочки расщепляется. Если поле, образуемое гидратной оболочкой, имеет симметрию октаэдра, то М электронный уровень расщепляется на два подуровня, если же поле имеет симметрию тетрагональной бипирамиды, то расщепление происходит на четыре подуровня. Следовательно, при октаэдрической конфигурации гидратной оболочки в спектре должна возникать одна полоса поглощения. Эта кривая поглощения должна описываться уравнением Гаусса (I, 70), если же молекулы воды располагаются в форме тетрагональной бипирамиды, то должно наблюдаться две полосы поглощения, которые расположены близко друг от друга и могут нарушать симметрию кривой Гаусса. [c.73]

На рис, 1 приведены энергетические уровни молекулы. Электронный энергетический уровень молекулы, находящейся в обычном, не возбужденном состоянии Е ), называют основным состоянием, а бо- [c.6]

Приблизительно аналогичным образом можно трактовать спектр ЭПР жидкой серы. В отсутствие реакции можно было бы ожидать значительно более узкую линию, чем наблюдается в действительности, т.е. время жизни электрона в данном состоянии спина было бы относительно большим. Большая часть ширины линий связана с уменьшением концентрации свободных радикалов в результате быстрой химической реакции, представляющей собой реакцию, обратную рассмотренной выше. Это уменьшает среднее время жизни радикала, так же как в абсорбционной спектроскопии среднее время жизни возбужденной молекулы уменьшается вследствие возможности дезактивирующих столкновений. Поэтому спиновый энергетический уровень г электрона в радикале становится неопределенным по соотношению Гейзенберга и, следовательно, линия уширяется. Тогда ширина линии, или более точно уширение линии б v, связанное со средним временем жизни радикала т, дается (при рассмотрении по порядку величины) соотношением Гейзенберга [c.205]

При поглощении молекулой видимого или ультрафиолетового света с частотой V (или длиной волны Я) электрон переходит с нижнего на верхний энергетический уровень молекулы разница в уровнях энергии АЕ определяется известным соотношением [c.320]

Одноатомные молекулы инертных газов (Не, Че, Аг) почти не проявляют ни окислительных, ни восстановительных свойств, что находится в согласии со строением их атомов (внешний энергетический уровень заполнен электронами). [c.97]

При более детальном изучении молекулярных спектров надо принять во внимание, что каждый изменяющийся энергетический уровень молекулы состоит из энергии электронов, межъядерных колебаний и вращения, так что излучаемая частота [c.181]

Вращательное квантовое число / молекулы в известной степени соответствует орбитальному квантовому числу I электрона в атоме. При наложении внешнего магнитного поля энергетический уровень молекулы расщепляется на 2/ -f 1 подуровней. Магнитное квантовое число молекулы имеет значения /, /—1,. ... .., 1, О, —1,. .., —У. В отсутствие магнитного поля расщепления нет, но уровни являются вырожденными соответственно 3, 5, 7,. .. раз. Магнитное квантовое число определяет таким образом статистический вес данного вращательного уровня. Для двухатомных молекул, образованных из одинаковых атомов, это усложняется. [c.99]

Одно из преимуществ метода МО по сравнению с методом ВС — возможность рассчитывать не только основной энергетический уровень молекулы , но и уровень возбужденного состояния Ei. Это состояние, описываемое функцией фо, называется возбужденным, поскольку для перевода электронов с уровня Е на уровень м к молекуле необходимо подводить энергию, возбуждать ее. [c.184]

Согласно теории резонанса (Л. Полинг), молекулу органического соединения рассматривают как суперпозицию (наложение) всех возможных электронных структур (так называемых предельных структур) молекулы без изменения положения атомов, входящих в состав молекулы. В результате суперпозиции энергетический уровень молекулы понижается. Выигрыш энергии при этом представляет собой энергию резонанса, за счет которой проходит дополнительная стабилизация молекулы. Для бутадиена, например, возможны следующие основные электронные структуры [c.58]

Следующий энергетический уровень молекулярного иона водорода минимума не имеет, а потому молекула в этом состоянии образоваться не может. Подобная ситуация возникает, когда электрон находится за ядрами, т. е. в разрыхляющей области. Энергетический уровень такого положения электрона назовем разрыхляющим и обозначим этот уровень ар р [c.46]

Энергия ионизации молекул. В прямой зависимости от характера распределения электронов по связывающим и разрыхляющим молекулярным орбиталям находится также значение энергии ионизации молекул. Как мы видели, в двухатомной молекуле связывающие электроны лежат глубже, чем в атоме, а разрыхляющие — наоборот. Таким образом, энергия ионизации молекулы, верхний занятый энергетический уровень которой является связывающим, выше, чем таковая свободного атома. Например, энергия ионизации молекулы N2 (15,58 эВ) больше энергии ионизации атома азота (14,53 эВ). Если же верхний занятый уровень молекулы является разрыхляющим, то энергия ионизации молекулы меньше, чем атома. Так, энергия ионизации молекулы О 2 (12,08 эВ) меньше энергии ионизации атома кислорода (13,62 эВ). [c.56]

Можно наблюдать вращательно-колебательно-электронные спектры поглощения и излучения. При пропускании света в ультрафиолетовом участке спектра через вещество в газообразном состоянии происходит переход молекул с более низкого вращательно-колебательно-электронного уровня на более высокий вращательно-колебательно-электронный энергетический уровень. При нормальных температурах молекулы находятся на нулевом колебательно-электронном уровне. Переходы молекул при поглощении квантов света будут происходить с различных вращательных подуровней нулевого колебательно-электронного [c.13]

В кислой форме и-нитрофенола на атоме кислорода уже нет отрицательного заряда. Неподеленные электронные пары кислорода гораздо труднее вовлекаются в делокализацию поэтому энергетический уровень первого возбужденного электронного состояния оказывается выше, чем у основной формы. Поглощение света имеет максимум при 320 нм, который приходится на начало ультрафиолетовой области, и вследствие этого соединение имеет бледную желто-зеленую окраску. Фенолфталеин, бесцветный в кислой среде и розовый в основной среде, имеет более сложную молекулу, которая в зависимости от кислотности среды изменяется подобным же образом. [c.307]

Свойство веществ люминесцировать, т. е. отдавать в виде излучения поглощенную световую энергию, присуще не всем органическим веществам. Известно, что при абсорбции света поглощенный квант вызывает переход электронов в молекуле на более высокий энергетический уровень, т. е. приводит молекулу в возбужденное состояние. В зависимости от времени спонтанного излучения аккумулированной энергии в впде светового излучения наблюдаются раз.чичные виды люминесценции, а именно флуоресценция и фосфоресценция. Полосы люминесценции, как правило, смещены по сравнению с полосой поглощения к красному концу спектра. [c.213]

Возбужденные электронные состояния. Спектральная область, обычно используемая для абсорбционных и люминесцентных измерений (200—800 нм), соответствует электронным переходам в молекуле. Поглощение молекулой кванта света в этой области спектра приводит к переходу электрона на более высокий энергетический уровень. Взаимодействие излучения с молекулой может быть представлено кривыми потенциальной энергии, соответствующими основному и возбужденному состояниям. [c.50]

Прежде всего рассмотрим две очень важные характеристики атома — ионизащюниый потенциал и энергию сродства к электрону. Как увидим в дальнейшем, эти две величины оказывают существенное влияние на закономерности образования молекул атомами различных химических элементов. Поведение атома зависит от числа электронов на внешнем уровне и их расстояния от ядра. Чем выше энергетический уровень электрона, тем меньше энергия его связи с ядром, тем легче этот электрон удалить из атома. Справедливо и обратное утверждение чем более низкий энергетический уровень занимает электрон, тем больше энергия его связи с ядром, тем труднее удалить его из атома. [c.19]

Правша Каши касается формы спектров люми-несцещии при возбуждении их светом разных длин волн. Поскольку испускание квантов люминесценции всегда происходит с низшего электронно-возбужден-ного уровня молекулы, спектр люминесценции будет всегда одним и тем же независимо от того, на какой энергетический уровень попал электрон в результате поглощения фотона. Это означает, что спектр люминесценции не зависит от длины волны возбуждающего света. [c.504]

Свойство л ю м и н е с ц и р о в а т ь, т. е. отдавать в виде излучения поглощенную энергию, присуще далеко не всем органическим веществам. Уже указывалось, что при абсорбции света поглощенный квант вызывает переход электрона (или электронов) в молекуле на более высокий энергетический уровень. Молекула приходит, как принято говорить, в возбужденное состояние. Если структура молекулы TaiiOBa, что аккумулированная ею энергия возбуждения не разменивается в течение некоторого промежутка времени (порядка 10" сек) и по прошествии его спонтанно (самопроизвольно) отдается обратно в виде светового излучения, то мы наблюдаем флуоресценцию вещества. При этом полоса флуоресценции смещена по сравненню с полосой поглощепия к длинноволновому концу спектра. [c.51]

При ферментативном катализе реагирующее вещество, так азываемый субстрат, соединяется с ферментом, в результате молекулы субстрата становятся более активными. При соединении с ферментом энергетический уровень молекул значительно возрастает вследствие поляризации, смещения электронов, деформации связей. После соединения с ферментом молекулы субстрата поднимаются на более высокий энергетический уровень, поэтому для преодоления ими энергетического барьера требуется значительно меньше энергии, чем до соединения субстрата с ферментом. Энергия активации комплекса субстрат-фермент будет меньшей, чем энергия активации чистого субстрата. [c.41]

На рис. 27 энергетический уровень валентных электронов молекулы отвечает точке на линии 2зад. Эта точка лежит ниже исходного уровня 25 свободных атомов, а потому молекула устойчива. [c.60]

Мультиплетность электронного состояния радикала в отличие от состояния молекулы может быть только четной дублетной, ква-друплетной и т. д. Электронные переходы в радикалах можно обозначать так же, как и в молекулах, т. е. я я, р а, р я и т. д. Так как энергетический уровень неспаренного электрона лежит выше уровней других электронов радикала то оптическое поглощение радикалов обычно сдвинуто в длинноволновую область. [c.374]

Молекулярные термы и спектры. Спектр молекулярных газов состоит из последовательности отдельных полос. Прп помощи спектральных приборов большой разрешающей силы можно обнаружить, что каждая полоса, в свою очередь, представляет собой совокупность закономерно расположенных отдельных линий. Сложность молекулярных спектров обусловлена тем, что энергетический уровень молекулы зависит от энергетических уровней входящих в её состав электронов, от энергии колебательного движения атомных ядер и от энергии их вращательного движения. Спектральный терм молекулы в каком-либо данном состоянии Гмил составляет сумму электронного терма Гэл, колебательного терма Гкол и вращательного терма Тщ, [c.372]

Для рассмотрения механизма флуоресценции вернемся опять к рис. 1. Электрон, находящийся на высшем колебательном уровне возбужденного состояния молекулы, быстро возвращается на низший колебательный уровень того же возбужденного состояния. Этот процесс не сопровождается излучением избыточной энергии. Избыточная энергия может передаваться другим молекулам, что приводит к изменению их колебательной или вращательной энергетической структуры. При возвращении электрона на основной энергетический уровень молекула испускает свет (флуоресцирует). Длина волны этого излучения больше длины волны поглощенного света, так как молекула, находясь на верхнем энергетическом уровне, потеряла часть колебательной энергии. Иногда некоторые возбужденные молекулы могут перейти без излучения света из низшего синглетпого состояния на колебательный уровень триплетного (метастабильного) состояния. Переход электрона из возбужденного триплетного состояния в основное синглетное состояние запрещен . Это значит, что вероятность такого перехода мала, этот переход произойдет по истечении продолжительного времени, определяемого величи-лой этой вероятности. Таким образом, флуоресценция возникает благодаря переходам электронов с синглетпого уровня возбужденного электронного состояния па синглетный уровень основного состояния практически без задержки во времени, тогда как фосфоресценция обусловлена переходами электрона с триплетного в синглетное состояние, причем продолжительность жизни молекулы в метастабильном состоянии > 10" сек. [c.125]

Согласно уравнению на стр. 428, для восстановления одной молекулы СОг необходимы 3 молекулы АТФ и 2 молекулы НАДФ-Н. Для образования двух молекул НАДФ-Н (см. рис. 29) фотосистема I должна поднять на более высокий энергетический уровень четыре электрона, столько же электронов должна дать фотосистема II. для получения одной молекулы Ог. Так как для отщепления одного электрона необходим один световой квант, то для образования двух молекул НАДФ-Н и одной молекулы Ог необходимы 8 квантов. Если считать, что на каждую пару электронов в течение всего процесса приходится одно фотофосфорилирование, то при переходе двух пар электронов от фотосистемы II к фотосистеме I должно образоваться две молекулы АТФ. Однако для восстановления СОг необходимы три молекулы АТФ. Если перенос пары электронов сопряжен с фотофосфорилированием в двух местах, как предполагают многие исследователи, то возникают четыре молекулы АТФ. Возможно, что при определенных условиях вступает в действие циклический поток электронов, который вырабатывает только АТФ. Эффективность фотосинтеза в природе намного ниже величин, вычисленных, исходя из молекулярных процессов. Например, сахарный тростник запасает в виде органических соединений до 8% поглощенной световой энергии. Кроме того, суммарная эффективность фотосинтеза понижается за счет процессов фотодыхания, протекающего в митохондриях фотосинтезирующих клеток. Фотодыхание рассматривают как короткозамкнутую цепь фотосинтеза, при котором восстановительная способность электронов расходуется не на восстановление СОг, а на восстановление молекулярного кислорода. Оно не сопровождается окислительным фосфорилированием АДФ. [c.429]

Для молекулы, находящейся на высоком колебательном уровне в возбужденном электронном состоянии, есть две возможности или вернуться на более низкий энергетический уровень за счет излучения света, или же перейти в состояние, где уровни ее энергии окажутся в континууме н вследствие этого избыток энергии пойдет на разрыв химической связи, т. е. произойдет диссоциация. Таким образом, если переход от дискретной системы уровней к сплошной разрешен соответствующими правилами отбора, то наступление предиссоциации должно выразиться не только в том, что исчезнет вращательная структура полос, но и в том, что произойдет уменьшение интенсивности флюоресценции. Последнее можно использовать для фиксирования предиссоциации. Во многих случаях этот метод установления предиссоциа-дии оказывается более удобным, чем обнаружение расширения вращательных линий в полосе. Например, при облучении NHa светом, длина волны которого соответствует области предиссоциации, полностью исчезает флюоресценция аммиака и распад аммиака уже не зависит от давления. Эти факты совершенно однозначно указывают на то, что диссоциация аммиака происходит непосредственно после поглощения света, а не -в результате дополнительного влияния столкновения молекул друг с другом. [c.68]

Молекула олефина или сенсибилизатора, получая энергию све тового кванта, может перейти на более высокий энергетически уровень. Такой переход связан с селективным возбуждением элек тронов, находящихся на связывающей я-орбитали олефина, на п или п-орбитали сенсибилизатора. У олефина имеется свободна разрыхляющая я -орбиталь, и при возбуждении возможны пере ходы на нее одного или двух электронов со связывающей я-орб тали. Для сенсибилизатора возможны дополнительно переходы я-молекулярной на я -молекулярную орбиталь. [c.66]

Теория кристаллического поля. Эта теория рассматривает воздействие лигандов на -орбитали иона-комплексообразователя. Форма и пространственное расположение -орбиталей представлены ранее на рис. 1.7. В свободном атоме или ионе энергии всех -электронов, принадлежащих к одной и той же электронной оболочке, одинаковы — эти электроны занимают один энергетический уровень. Лиганды, присоединяемые к положительному иону-комплексообразователю, могут быть нли отрицательными ионами, или полярными молекулами, которые обращены к комплексообразователю своим отрицательным концом. Между электронными облаками -электронов и отрицательными лигана,ами действуют силы отталкивания, приводящие к увеличению энергий -электронов, Однако воздействие лигандов па различные -орбитали неодинаково. Энергия электронов иа -орбиталях, расположенных близко к лигандам, возрастает больше, а на -орбиталях, удаленных от лнгаилов, меньше в результате под действием лигандов происходит расщепление энергетических уровней ё-орбиталей. [c.122]

Повышенная энергия Движения электронов может достигаться при поглощении видимого света (или других электромагнитных колебаний) и переходе электронов на волее высокий энергетический уровень (как, например, при активации хлора в реакции Н2- -С12 = 2НС1). Энергия электронов в атомах может повышаться при разрыве валентной связи, например при диссоциации молекулы водорода на атомы или при образовании других атомов с ненасыщенной валентностью или свободных радикалов. Такая активация может осуществляться и при химических взаимодействиях (как, например, в реакции Ыа + С12 = НаС1 + С1) и при ударах молекул о стенку сосуда и пр. Наконец, молекулы могут активироваться действием электрического разряда, ультразвуковыми колебаниями, действием излучений различного рода и другими путями. [c.479]

Сущность каталитического действия Н+ в рассмотренных реакциях заключается в том, что электрофильный реагент Н+ имеет свободную (незанятую) орбиталь и избыточный положительный заряд. Свободный энергетический уровень Н+ может взаимодействовать с энергетическими уровнями несвязывающих орбиталей, а также с верхними заполненными молекулярными орбиталями кислорода. На свободную орбиталь Н+ смещается электронный заряд с несвязывающей или верхней заполненной орбитали кислорода. В результате возникает связь донорно-акцепторного типа между протоном и атомами кислорода. Распределение электронной плотности в молекуле изменяется. За счет понижения электронной плотности на связях — прочность их понижается, молекула поляризуется. [c.625]

Теория кристаллического поля. В теории кристаллического поля (Ван-Флек) основной причиной стабильности комплекса считают электростатическое притяжение, возникающее между ионным или полярным лигандом (например, С1 , Н ,0) и центральным катионом. Рассматриваемые силы взаимодействия сходны с темн, которые су-шествуют в ионных кристаллах отсюда и происходит название теории. -Орбитали приведены на рис. 10. В свободном атоме или ионе энергии всех -электронов, принадлежащих к одной и той же электронной оболочке, одинаковы. Эти электро1И ,1 занимают одии энергетический уровень и потому вырождены. Лиганды, присоединенные к положительному иону, являются или отрицательными ионами, или полярными молекулами, повернутыми к комплексооб-разователю своим отрицательным концом. Между -орбиталями и отрицательными лигандами действуют силы отталкивания, увеличивающие энергию -электронов. В результате этого взаимодействия энергия электронов на -орбиталях, расположенных близко к лигандам, возрастает, а энергия электронов на -орбиталях, удаленных от ли1андов, уменьшается т. е. под действием лигандов происходит расщепление энергетических уровней -орбиталей и вырождение снимается. Так как -электроны в незначительной степени отталкиваются лигандами, происходит замена всего -уровня некоторым новым, который расщепляется на несколько подуровней. [c.46]

Кривая 2 отвечает положению электрона в разры.хляюпхей области. Кривая минимума не имеет, т. е. в такой ситуации молекула не образуется. Обозначим энергетический уровень такого состояния электрона в ноле двух протонов а и назовем разрыхляющим. [c.43]

Теория поглощения света не будет здесь рассмотрена более подробно, так как ее можно трактовать только с помощью квантовой теории и волновой механики. Однако в качестве рабочей гипотезы и для понимания этого явления химиком-органиком можно с успехом использовать теорию мезомерии. В соответствии с этой теорией красителем является ненасыщенное соединение, которое можно описать с помощью ряда мезомерных предельных структур. Поглощая световую энергию, непрочно связанные валентные электроны переходят на более высокий энергетический уровень, н, таким образом, молекула красителя переходит в возбужденное состояние. Чем большее число мезомерных структур участвует в основном состоянии, тем легче обычно происходит возбуждение молекулы и тем глубже окрашено соединение. В соответствии с этим все окрашенные вещества должны были бы быть неустойчивыми. Однако благодаря тому, что ненасыщенные группы, введенные в ароматические и хииоидные системы, могут стабилизоваться, в результате сопряжения и образования водородны.ч связей, химикам удалось получить чрезвычайно устойчивые красители. [c.597]

ЭТОГО атома в ион, можно непосредственно сравнить с образованием ионной молекулы ЫаС1 из атомов Ыа и С1. На рис. 4 показан ход кривой потенциальной энергии с изменением расстояния между атомам Ыа и атомом С1. Если ири сближении этих атомов друг с другом (энергетический уровень А) можно было бы избежать перехода электрона, то между ними возникло бы лишь слабое вандерваальсовое иритяжени( (минимум В). [c.43]

В уравнении (4.88) уровень валентного электрона в молекуле является энергетически наинизщим. Остовные уровни здесь подняты наверх (зеркально отражены относительно нуля), как это показано на рис. 20. Таким образом, отыскивая наименьшее собственное число уравнения [c.283]

Интересующие нас квантовые системы, как мы видели, обладают свойством изменять частоту излучения, вообще трансформировать энергию. Их внутренняя энергия складывается из электронной и вибрационной (тепловой) энергии, причем запас ее может пополняться или уменьщаться при взаимодействии, с излучением и с соприкасающимися веществами — другими квантовыми системами. Изменение уровня электронной энергии сопровождается изменением уровня вибрационной энергии и, наоборот, увеличение или уменьшение запаса последней влечет за собой соответствующее изменение электронной энергии. Дело в том, что упругие силы, действующие между атомами, зависят от энергетического состояния электронов в то же время шругие колебания атомов деформируют электронные оболочки, т. е. изменяют уровень энергии электронов. Другими словами, в твердом веществе существует электронно-фононное взаимодействие, причем передача и трансформация энергии происходят путем столкновения электронов с фононами. Представляя собой систему большого числа взаимосвязанных вибраторов, твердое вещество имеет сплошные спектры поглощения. Благодаря этому соударение с твердым телом возбужденных молекул или комплексов, в частности продуктов экзотермических реакций, позволяет им освобождаться от избыточной энергии, прежде чем наступает их диссоциация. Твердое тело может вместе с тем легко передавать из своих запасов дополнительную энергию адсорбированным молекулам или атомам и таким путем активировать их, что при определенных условиях позволяет ему служить катализатором химических реакций. [c.132]

Рис. 2. Схема энергетических уровней молекулы. Вертикальными стрелками показаны переходы с электрон-но-колебательяо-вращательного уровня основного состояния на электронно-колебательно-вращательный уровень возбужденного состояния

Справочник химика 21

Химия и химическая технология