Резонанс квантовый

РЕЗОНАНСА ТЕОРИЯ — химическая теория, развивающая и обобщающая классическую теорию химического строения на основании химических фактов и принципов квантовой механики. Большой вклад в развитие Р. т. внесли Л. Полинг, Г. Вейль, Э. Гюккель и др. Необходимость усовершенствования классической структурной теории возникла в связи с неспособностью этой теории удовлетворительно объяснить свойства ароматических и большинства ненасыщенных соединений. Химическая связь в молекулах органических соединений может быть не только чисто простой, двойной и тройной, как это изображают классические структурные формулы, но и промежуточного типа, т. е. возможна делокализация электронов химических связей. Наблю- [c.212]

Ядерный магнитный резонанс (ЯМР). Много общего с ЭПР имеет явление резонансного поглощения электромагнитной энергии, обусловленное переориентацией магнитных моментов ядер, — ядерный магнитный резонанс. Явление это наблюдается на ядрах далеко не всех атомов. Ядра с четными числами протонов и нейтронов имеют спин / = О и, следовательно, не магнитны. Обычно ЯМР исследуют на ядрах Н , Р и спин которых / = /г. Магнитное квантовое число спина гП] в этом случае принимает два значения пц = Ч- /а и пц = —1/а. Этому отвечают в статическом магнитном поле две ориентации магнитного момента ядра— в направлении поля (т/ = = 1/2) и в противоположном (т/ — — /2), различающиеся по энергии на величину АЕ. При наложении слабого радиочастотного поля, перпендикулярного статическому, происходит резонансное поглощение, приводящее к переориентации спинов при частоте, определяемой условием резонанса V = АЕ/к. Обычно в поле порядка 10 ООО Э ([10 /4я]А/м) ЯМР наблюдается на частоте ч =42,57 мГц. Частота резонанса для ЯМР во столько же раз меньше частоты ЭПР (при одном и том же Н), во сколько раз масса ядра больше массы электрона. (Соответственно ядерный магнитный момент меньше электронного магнитного момента.) [c.149]

Спектроскопия ядерного квадрупольного резонанса (ЯКР), относящаяся к радиоспектроскопическим методам, и метод мессбауэровской спектроскопии, называемый также методом ядерного гамма-резонанса (ЯГР), используются в структурных исследованиях и позволяют получать уникальную информацию о распределении электронной плотности и характере химических связей по сдвигам резонансных сигналов ядер и параметров градиента неоднородного электрического поля на ядрах, создаваемого электронным окружением. Эти данные важны как опорные для теоретической и квантовой химии. Оба метода применимы для исследования только твердых образцов. Исключительно высокая чувствительность обоих методов к малейшим изменениям электрических полей открывает возможность исследования широкого круга проблем, связанных с внутри- и межмолекулярными взаимодействиями. [c.87]

Классическая теория при объяснении поглощения инфракрасного излучения исходит из того, что атомы и молекулы газов обладают собственными частотами колебаний, и поглощение имеется всякий раз, когда колеблющаяся система и падающая радиация находятся в резонансе. Квантовая теория объясняет поглощение электромагнитных волн переходами атомов и молекул газа из состояния с меньшей энергией в состояние с большей энергией. При этом установлено, что атомы и молекулы могут воспринимать не любое сколь угодно малое количество энергии, а только строго определенные, характерные для данного вещества дискретные порции энергии. Большая часть энергии, поглощаемая газами, переходит в тепло. [c.702]

Полинг ввел представление о том, что между различными состояниями молекулы имеется обменный эффект, получивший название резонанса. Квантово-механические закономерности резонанса можно распространить и на мезомерные формы. При этом должна проявляться стабилизация данного соединения как выражение определенного промежуточного состояния между возможными формами молекулы. Резонанс тем более возможен, чем более близки по своему строению его участники, и он тем больше, чем выше стабильность молекул данного соединения. Из приведенных выше формул для мочевины следует, что обе мезомерные формы ее вполне симметричны и поэтому имеют хорошие возможности для резонансного обмена. [c.42]

По тем же причинам, что и классический циклотронный резонанс, квантовый циклотронный резонанс, предсказанный в работе [69], требует строгой параллельности постоянного магнитного поля поверхности металла. [c.343]

Классическое рассмотрение, а также квантово-механические расчеты показывают, что такие переходы между энергетическими уровнями происходят при наложении слабого переменного магнитного поля напряженностью Н ь перпендикулярного постоянному полю напряженностью Яо, когда частота этого поля удовлетворяет условию резонанса (VIH. 2), которому, воспользовавшись (VUI. 1), можно придать следующую форму [c.268]

Настоящее учебное пособие написано на основе лекций по физической химии, читаемых автором в течение многих лет на химическом факультете Московского университета им. Ломоносова. В связи с этим книга не является учебником только по термодинамике, а представляет собой как бы раздел химической термодинамики в общем курсе физической химии. В отличие от традиционного изложения химической термодинамики, в книге значительное "внимание уделено связям термодинамики с другими разделами физической химии и в первую очередь разделу физической статистики, а точнее статистическим методам в термодинамике. Эти методы получили широкое развитие в последнее время и являются единственно приемлемыми для расчетов химических равновесий в газах при высоких температурах. Статистическая термодинамика в своей практической части требует знания энергетических уровней молекул. Источником этого знания являются, во-первых, опыт, и в первую очередь спектроскопия, электронография, магнитный резонанс, и методы, связанные с электрическими свойствами молекул. Во-вторых, существенные данные по уровням энергии молекул доставляет квантовая механика, используемая в различных степенях приближения. Поэтому в настоящей книге известное внимание уделено перечисленным вопросам, однако в объеме, минимально необходимом для установления связи с термодинамикой. [c.3]

В теории резонанса (Л. Полинга) молекула описывается квантово-механической суперпозицией нескольких структур. Так, собственная функция электронов бензола (бр-электронов, расположенных перпендикулярно плоскости кольца) описывается как линейная комбинация пяти функций, отвечающих пяти изображенным на рис. ХХП.З структурам. Можно показать, что они представляют собой полный набор независимых структур. [c.481]

Таким образом, резонанс не явление, а приближенное описание состояния электронов молекул. Так как теория резонанса относится в основном не к задаче квантово-химического расчета, а построена как полуэмпирическая теория, связывающая на основе квантовой механики различные экспериментальные факты, то возник ряд необоснованных приближений. [c.482]

Следует отметить, что развитая в Англии теория мезомерии весьма близка к теории резонанса, хотя опирается в основном на химический материал и не привлекает квантово-химические расчеты Ji физические свойства молекул. [c.482]

В период развития теории резонанса (40-е и 50-е годы) некоторые химики без каких-ли( о квантово-механических обоснований выбирали из набора валентных схем те, которые, как им казалось, более соответствуют свойствам данного вещества, и утверждали, что химическое поведение вещества определяется данной структурой. Естественно, что для объяснения различных реакций одного и того же вещества приходилось пользоваться разными валентными схемами, что приводило к путанице и недоразумениям. [c.101]

Знаменитая в истории органической химии проб.тема строения бензола получила удовлетворительное разрешение лишь в рамках квантово-механических представлений о системе я-электронов, общей для всех шести атомов углерода бензольного кольца. Допущение о наличии в бензольной молекуле трех двойных связей вело к прямому противоречию с опытом — свойства бензола сильно отличаются от свойств предполагаемой молекулы циклогексатриена, (т. е. бензола, имеющего строение, выражаемое формулой Кекуле). Теплота сгорания теоретического циклогексатриена, вычисленная пз средних энергий связи, составляет 3473 кДж/моль, тогда как эксперимент дает для бензола 3313 кДж/моль. Разность (160 кДж/моль), так называемая энергия резонанса , достаточно убедительно свидетельствует об ошибочности формулы Кекуле. [c.164]

В последние годы для изучения химической кинетики стали широко применяться радиоспектроскопические методы и. в первую очередь, электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) и ядерный магнитный резонанс (ЯМР). Усовершенствована аппаратура и получили дальнейшее развитие такие классические методы исследования, как инфракрасная ультрафиолетовая спектроскопия, спектрополяриметрия. Все шире во многих исследовательских лабораториях начинают использовать различные флуоресцентные и хемилюминесцентные методы анализа короткоживущих частиц, импульсный фотолиз, метод остановленной струи, радиотермолюминесценции и т. п. Важную информацию о механизме химических превращений можно получить при изучении воздействия на процесс света, квантовых генераторов и ультразвука. Много информации позволяет получить комбинированное применение потенциометрических и оптических методов. [c.3]

Блох Феликс (р. 1905)—физик, один из основоположников квантовой теории твердого тела. Разработал теорию энергетического спектра кристалла. Открыл ядерный магнитный резонанс. Лауреат Нобелевской премии. [c.186]

Таким образом, парамагнитный резонанс представляет собой совокупность явлений, связанных с квантовыми переходами, происходящими между энергетическими уровнями макроскопических систем под влиянием переменного магнитного поля резонансной частоты. [c.719]

Это условие тождественно с классическим (650). Более того, мы видим, что и с позиций квантовой теории, и по классической теории условие для наблюдения резонанса заключается в том, что электромагнитное излучение должно быть поляризовано по [c.366]

Блоховские восприимчивости. До сих пор мы подходили к явлению парамагнитного резонанса с позиций квантовых свойств магнитных частиц и получили некоторые макроскопические следствия. г [c.372]

Рассмотренные выше магнитные резонансы (ЭПР, ЯМР, ЭФР ) связаны с переходами между зеемановскими уровнями. Существует еще один тип магнитного резонанса (циклотронный резонанс), связанный с квантовыми переходами между уровнями Ландау (см. гл. VI). Ниже мы кратко рассмотрим это важное явление. [c.390]

Ядро с ядерным спиновым квантовым числом I 1 также характеризуется электрическим моментом, и неспаренный электрон взаимодействует как с магнитным ядерным, так и с электрическим моментом. Градиент электрического поля на ядре может взаимодействовать с ква-друпольным моментом (такое взаимодействие изучается с помощью спектроскопии ядерного квадрупольного резонанса), и это взаимодействие влияет на энергии электронных спиновых состояний через ядерно-электронное магнитное взаимодействие как возмущение второго порядка. Влияние квадрупольного взаимодействия обычно носит сложный характер, поскольку этому взаимодействию сопутствует значительно большее магнитное СТВ. Ориентация ядерного момента квантуется как по отношению к градиенту электрического поля, так и по отношению к направлению магнитного поля. Если направление магнитного поля и оси кристалла параллельны, квадрупольное взаимодействие приводит только к небольшому смещению всех энергетических уровней на по- [c.45]

Квантовые расчеты могут проверять точность вычислений методом классических траекторий. Специфические квантовые эффекты - резонансы или квазисвязанные состояния, туннелирование , проявление дискретности внутренних квантовых состояний - не учитываются в классических вычислениях. Квантовые расчеты позволяют оценить их роль в том или ином процессе. Для таких расчетов в настоящее время применяется в основном три метода [c.18]

Спектры атомов. При сообщении атому энергии изменяется по крайней мере одно квантовое число. Появляющиеся при этом сигналы относятся к видимой (800—200 нм) и рентгеновской (1 —10 А) областям спектра. В рентгеновской области спектра для аналитических целей используют сигналы, связанные с изменением главного квантового числа п. Интересные для аналитиков оптические спектры связаны в основном с изменением побочного квантового числа I (наряду с изменением и или т ). Ввиду большего разнообразия переходов оптические спектры имеют значительно большее число линий, чем рентгеновские. Если вырождение спинового момента электрона /Пз снимается внешним магнитным полем, то становятся возможными энергетические переходы с изменением т , дающие сигналы в микроволновой области (10 —10 Гц). Эти сигналы образуют спектр электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Атомное ядро подобно электрону может обладать собственным вращательным моменгом, ядерным спином. Воздействие внешнего магнитного поля также снимает его вырождение, что делает возможным энергетические переходы в области радиочастот (10 —10 Гц). Получающиеся при этом спектры называют спектрами ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Оба метода, ЭПР и ЯМР, относят к резонансной магнитной спектроскопии [c.177]

Спектры ЯМР. Ядерный магнитный резонанс (ЯМР) является одним из новых спектроскопических методов 155]. Вращающееся ядро ведет себя, как малый магнит, который ориентируется в маг-нитнсм голе. Эти ориентации соответствуют различным квантовым уровням энергии, между которыми могут быть переходы. Для магнитного поля в10 Гс абсорбционная частота находится в области радиочастот. Энергетические уровни выражаются магнитными квантовыми числами, и энергетические изменения аналогичны тем, ко-тсрье определяются в других видах спектроскопии. [c.52]

Ядерный магнитный резонанс. Основные принципы ядерного магнитного резонанса (ЯМР) такие же, как ЭПР, а главное отличие состоит в том, что в эксперименте контролируется обращение магнитных моментов ядер. Каждое ядро характеризуется спиновым квантовым числом /, которое может принимать значения О, /2, /2, [c.250]

Существует еще много других физических методов исследования структуры молекул. Теснейшим партнером ИК-спектроскопии является спектроскопия комбинационного рассеяния света (КР). Структурную информацию получают также из микроволновых (МВ) спектров. В последние годы быстро развивается фотоэлектронная спектроскопия (ФЭС), основанная на анализе электронов, выбитых из вещества под действием излучения. Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) в некотором смысле сходна с методом ЯМР, но основана на переориентации неспаренных электронов в молекуле. Помимо дифракции рентгеновских лучей используется дифракция электронов и нейтронов (электронография и нейтронография). Современные влектронные микроскопы позволяют увидеть> отдельные атомы. Каждый год появляются новые методы или модификации известных методов исследования структуры химических соединений. Наконец, в последние годы все шире применяются теоретические расчеты молекул методами квантовой химии. — Прим. перев. [c.27]

Общая теория эффекта Мёссбауэра в квантово-механическом приближении изложена в [7]. Однако физика процессов, происходящих при испускании и поглощении у-квантов без отдачи ядрами с низколежащими резонансами, может быть рассмотрена на основе классических представлений. [c.177]

Таким образом, суммарное магнитное поле, действующее на дейтрон в молекуле Н—D, может иметь два значения в зависимости от спинового состояния соседнего с ним протона (Яо + стЯо -f А) и (Яо Ч стЯо — Л). Следовательно, в постоянном магнитном поле Яо резонанс дейтронов будет наблюдаться на бул частотах, т. е. резонансная линия в спектре будет состоять из двух пиков (дублет). Поскольку в большом ансамбле молекул Н—D для каждого из двух значений магнитного квантового числа имеется почти одинаковое число протонов (различие не превышает оба резонансных пика в дейт- [c.77]

Правда, этот шаг назад ие оказал существенного влияния на судьбы структурной химии. Идеи о различной сродствоемкости , или энергоемкости, связей одержали верх. Уже с конца 1920-х годов появились такие электронные теории, которые служили преддверием квантовой химии и которые гакладьшали в понятие структуры молекулы и электронное содержание, и в то же время энергетическую неэквивалентность связей. Это были теории электронных смещений — мезомерии, электронной таутомерии, резонанса. [c.90]

Новейшие методы научного исследования (электронный парамагнитный резонанс — ЭПР, ядерно-матнитный резонанс — ЯМР, спектры инфракрасной области — ИКС и т. д.) позволили накопить данные по строению большого числа молекул органических соединений и сопоставить их с результатами квантово-механических расчетов, что дало вполне удовлетворительную сходимость. [c.437]

В возбужденных квантовых состояниях расстоялия между молекулами, при которых нельзя пренебречь перекрыванием их волновых функций, как уже говорилось, резко возрастают. Но когда между молекулами может возникнуть состояние острого резонанса, интервал значений при которых надо учитывать наложение волновых функций, увеличивается еще больше. Здесь даже слабые возмущения становятся существенными. Поэтому волновая функция системы, состоящей из невозбужденной молекулы с и возбужденной молекулы d, должна быть антисимметризована при расстояниях, значительно больших, чем в случае лондоновских взаимодействий. Она имеет вид [c.33]

По квантовой теории разрешены только те переходы между уровнями (651), при которых величина trij изменяется на t -l. Поэтому резонанс возникает тогда, когда квант энергии внешнего поля й(й в точности равен Ае = е — [c.366]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология