Энергетический уровень, схема расщепления

Если атом водорода поместить в сильное электрическое ноле, то его энергетические уровни расш,енляются, т. е. появляются новые уровни, лежаш,ие выше и ниже первоначальных (эффект Штарка). Разность между любыми двумя соседними уровнями пропорциональна напряженности ноля. Было показано [120, 133], что такое же действие могут оказывать электрические поля, создаваемые лигандами в области комплекса, где расположен центральный ион переходного металла. В частности, поле кубической симметрии, создаваемое шестью молекулами воды в вершинах правильного октаэдра вокруг иона Со +, расщепляет исходный одиночный уровень энергии на три уровня, причем расстояние между соседними уровнями составляет около 10 см , или 28 ккал. Эффект небольшого искажения правильного октаэдра можно учесть, вводя дополнительное ромбическое поле, которое накладывается на идеальное кубическое поле. Это приводит к дальнейшему расщеплению двух нижних уровней в триплеты, в каждом из которых расстояние между уровнями значительно меньше, как это показано на схеме [c.193]

Все уровня атома лития расположены ниже соответствующих уровней атома водорода, причем сдвиг их тем меньше, чем больше угловые моменты соответствующих орбита-лей, т. е. 5-уровень сдвигается сильнее р-уровня, р-уровень — сильнее -уровня и т. д. Энергии орбиталей уменьшаются с возрастанием Z. Понижение энергии орбитали уменьшается с ростом главного квантового числа п. Расщепление уровней с данным п возникает из-за межэлектронного отталкивания. В пределе при 2->оо орбитали внутренних электронов с данным п снова становятся вырожденными по I, так как межэлектронное взаимодействие становится незначительным по сравнению с электронно-ядерным взаимодействием. Для атома водорода 3 /-орби-таль лежит ниже 4 , в то же время для 7<2<21 орбитали 5с1 и 45 имеют обратный порядок по энергии. Для 2 21 З -орбиталь вновь лежит ниже 45-орбитали. Аналогичные изменения порядка орбита-лей можно проследить и для других уровней. Результаты исследования атомных спектров и точных расчетов энергетических уровней многоэлектронного атома позволяют представить следующую схему расположения энергетических уровней многоэлектронного атома [c.65]

При этом строго определенное значение энергии, соответствующее данному уровню в изолированном атоме, заменяется целым интервалом энергий — энергетический уровень расщепляется в зону, заключающую столько уровней, сколько атомов имеется в теле. Принципиальная схема такого расщепления показана на рис. 10.1 прн уменьшении расстояния ё между ато- [c.281]

Как известно, электроны в отдельном атоме распределены по группам состояний, определяемых четырьмя квантовыми числами. Переход от отдельных атомов или молекул к твердому телу лучше всего можно представить как постепенное их сближение. При таком сближении большого числа п одинаковых атомов, образующих твердое или жидкое тело, взаимодействие их электрических полей вызывает расщепление каждого из квантовых состояний отдельного атома на п различных состояний. Вместо системы дискретных уровней энергии, которыми характеризуется отдельный атом, при переходе к твердому телу возникает система полос. Каждая из этих полос представляет собой энергетический уровень атома, расщепленный на п очень близких друг другу уровней. Так как расстояние между соседними уровнями— 10 эв, то их совокупность можно рассматривать как сплошную полосу шириной —1 эв, в пределах которой и может находиться значение энергии электрона. Такая полоса энергетических состояний называется зоной. Такие зоны создаются не только за счет расщепления основного состояния атома возбужденные состояния и состояния полной ионизации в атоме также дают полосы возможных энергетических уровней в твердом теле. Энергетическая схема электронных уровней твердого тела отражает степень закрепления электронов тех или иных атомов и вместе с тем степень их обобществления. [c.256]

Качественная схема энергетических уровней доноров и акцепторов, показанная на рис. 1.5, также оказывается одинаковой для всех неметаллических кристаллов как для полупроводников, так и для диэлектриков, независимо от характера их химической связи при этом каждому типу примеси приписывается свой энергетический уровень в запрещенной зоне. Правда, следует иметь в виду, что энергетические состояния электронов, локализованных на примесных атомах, соответствуют узким уровням только при достаточно малых концентрациях примесей, когда их взаимодействие не существенно. При больших концентрациях взаимодействие примесных атомов приводит к расщеплению уровней в самостоятельную зону, лежащую внутри запрещенной зоны основного вещества, а в некоторых случаях даже сливающуюся с зоной проводимости. [c.37]

Таким образом, из экспериментальных данных по энергетическому расщеплению линий в квадрупольном спектре можно найти величину QU г Для определения знака этой величины необходимо дополнительно исследовать, какой из пиков соответствует я-, а какой — а-переходу. На рис. 1.19 схемы расположения уровней приведены для случая, когда 0,Ьгх > 0. В противном случае уровень с т = 2 будет располагаться ниже уровня с т = V2 Выражение (1.96) было получено в предположении аксиально симметрич- [c.55]

ГИИ, но теперь в рассматриваемой системе один и тот же спектр получается дважды один раз, когда рассматриваемый электрон находится у одного ядра, а другой,— когда у другого ядра. В то же время волновые функции в этих двух случаях будут разными. Говорят, что уровни энергии электрона в такой системе дважды вырождены. Если ядра сближать, то возникнет взаимодействие чисто квантовой природы (так называемый обменный эффект), и в результате дважды вырожденный уровень оказывается расщепленным на два отдельных уровня энергии, причем чем ближе ядра, тем сильнее возмущение и тем значительнее расщепление. Аналогичное имеет место в системе из трех одинаковых ядер и одного электрона здесь происходит расщепление трижды вырожденного уровня на три разных уровня. По такой же схеме рассматривают и кристалл. Приближенно допускают, что в задаче о спектре энергии наличие многих электронов в системе является не очень существенным, побочным фактором и при определении энергетического спектра можно рассматривать систему из N ядер, образующих кристаллическую решетку, и одного электрона. Это — так называемое одноэлектронное приближение, на основе которого до самого последнего времени была построена вся электронная теория кристаллов. Только такие явления как ферромагнетизм и сверхпроводимость потребовали создания многоэлектронной теории. Для теории химической связи в кристаллах одноэлектронное приближениие дает вполне удовлетворительные результаты. [c.199]

На рис. У.5, а показана схема энергетических уровней для ядра Ре, имеющего в основном состоянии спин / = /2, eQ = 0, а в возбужденном состоянии спин /е= 12, С =5 0. При сфврической симмст-рии электрического поля ед=0 и никакого расщепления верхнего уровня не будет, например, в правильных тетраэдрических или октаэдрических структурах. При наличии градиента поля <7= 0 верхний уровень расщепляется на два подуровня в зависимости от квантового числа например, при осевой симметрии поля в триго-нальнобипирампдальной структуре соединения Ре(С0)5. Правило отбора для мессбауэровских [c.121]

Другое качественное рассмотрение основывается на результатах, полученных для симметрии О . Группа 04 является подгруппой Oh, следовательно, в результате удаления лигандов, расположенных на оси г, энергетические уровни комплекса симметрии Ол должны плавно переходить в энергетические уровни комплекса симметрии 04л. Уровень eg в группе Он коррелирует с уровнями a g и big группы 04 . Исходя из сообраясений, приведенных выше, уровень aig должен лежать ниже уровня big. Уровень f2g группы Ол коррелирует с уровнями b2g и eg группы 04Л. Опять-таки на основании приведенных выше соображений уровень eg должен быть нижним из этих двух уровней. Такое рассмотрение позволяет предсказать, что eg должен быть низшим энергетическим уровнем, а big — высшим. Относительное расположение уровней asg и b2g зависит от величины расщепления между уровнями eg и Ug в группе Ол. У большинства комплексов с плоскоквадратной структурой уровень aig лежит ниже Уровня big. На рис. 15.3 показана качественная схема энергетических уровней для d-орбиталей в комплексах симметрии Он, Td и U4ft. [c.319]

Энергетическая структура нолинентидных ценей. Пептидная группа характеризуется плоскостным расположением своих атомов (-HN- O-), при котором достигается наибольшая степень резонансного взаимодействия за счет перекрывания ра-орбиталей, образующих систему л-связей (см. рис. 1Х.2). На рис. ХП.12 показана схема электронных уровней и указаны орбитали, перекрытие которых обеспечивает стабильные связи в пептидной группе. Возможно слияние орбиталей разных пептидных групп, которые удерживаются водородными связями в периодической структуре белка с образованием единых энергетических зон. В такой системе в результате взаимодействия многих пептидных групп каждый молекулярный уровень расщепляется не на два, как в случае двух молекул (см. 1 гл. ХП), а на большое число уровней. С ростом числа групп в цепочке уменьшается разность энергий между расщепленными уровнями. Расстояниями между ними можно пренебречь, а сама область, образующаяся из слияния уровней, носит название энергетической зоны, т. е. каждый молекулярный уровень в твердом теле расщепляется в зону. В основе расчета положения уровней в зоне лежит метод кристаллических орбита-лей, представляющий собой обобщение простого метода ЛКАО. Волновые функции электронов получают из орбиталей всех атомов твердого тела путем их суммирования с соответствующими коэффициентами. Значения этих коэффициентов, так же как и в методе ЛКАО, должны быть такими, чтобы общая энергия твердого тела была минимальна. Однако, поскольку в данном случае твердое тело построено из одинаковых повторяющихся единиц, т. е. обладает трансляционной симметрией. [c.366]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология