Электрон магнитный момент, орбитальный

Спин-орбитальная связь. Спин-орбитальная связь появляется в результате взаимодействия снинового магнитного момента электрона с магнитным полем, возникающим в результате орбитального движения электрона. Рассмотрим круговое движение электрона по орбитали с радиусом г вокруг ядра с зарядом 2е. В системе координат, связанной с электроном, вращается ядро со скоростью, равной скорости вращения электрона, но только в противополож- [c.228]

Классический оператор, соответствующий этому возмущению, есть оператор спин-орбитальной связи [2—4]. Спин-орбитальная связь является результатом взаимодействия между орбитальным и спиновым магнитными моментами электронов. Магнитные моменты 5 направлены параллельно механическим моментам — орбитальному и спиновому. Поэтому энергия спин-орбитального взаимодействия зависит от относительной ориентации спинового и орбитального механических моментов электронов, и классический оператор спин-орбитального взаимодействия отдельного электрона в центральном потенциальном поле имеет вид [2—4] [c.37]

Пусть L и S обозначают полный орбитальный и спиновой моменты количества движения всех электронов в каком-либо сферически симметричном атоме или ионе. Для электронных магнитных моментов атомов й ионов, если ограничиться учетом спин-орбитального взаимодействия, gf-фактор в уравнении (IV. 109) имеет вид [c.94]

Спектры многоэлектронных атомов состоят из групп близко-отстоящих линий. Эти группы наэ. ваются мультиплетами (дублеты, триплеты...). Мультиплеты наблюдаются вместо одиночных линий (синглетов) и соответствуют значениям главного квантового числа п. Поэтому говорят о расщеплении энергетического уровня на подуровни или о мультиплетности уровня. Мультиплеты возникают вследствие взаимодействия магнитных моментов электронов— орбитальных и собственных (спинов). Влияние магнитных моментов возрастает по мере повышения основного уровня. [c.341]

Создаваемый орбитальным движением электрона магнитный момент определяется по формуле, вполне аналогичной (У1.1) [c.145]

Подавление орбитального момента вызвано расщеплением электронных состояний в поле лигандов. Действительно, эффективный орбитальный магнитный момент в опытах проявляется как дополнительное намагничивание вещества (дополнительная магнитная восприимчивость), возникающее благодаря магнитному моменту орбитального движения, который в свободном атоме поворачивается в направлении внешнего магнитного поля. Такой поворот в атоме вполне возможен без затраты энергии, так как при Ь ф О из-за орбитального вырождения направление орбитального движения электрона вне магнитного поля не выделено — все направления равновероятны. При помещении атома в поле лигандов вырождение снимается (частично или полностью), так что орбитальное движение в основном состоянии становится фиксированным с ориентацией, диктуемой условием минимума энергии. Поэтому хотя для электрона в комплексе возможна ситуация, когда 1Ф0, в магнитном отношении его орбитальное движение не сможет проявляться или проявится лишь частично. [c.147]

В тех случаях, когда соединение имеет неспаренные электроны, интерпретировать значения. магнитной восприимчивости не так просто. Например, низкоспиновые октаэдрические комплексы Мп и Сг имеют конфигурацию и. следовательно, содержат два неспаренных электрона. Магнитный момент у них составляет приблизительно 3,6 [Хв, что можно объяснить наличием двух неспаренных электронов чисто спиновое значение момента составляет 2,83 Цв плюс некоторый вклад орбитальной составляющей. Однако Оз также образует октаэдрические комплексы с конфигурацией но они обычно и.меют магнитный момент порядка 1,2 хв. Конечно, на основании столь малого значения магнитного момента нельзя сделать непосредственный вывод о наличии двух неспаренных эле- [c.335]

Использование явления электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) для исследования свободных радикалов и других парамагнитных частиц, образующихся под действием излучений, основано на наличии у электронов магнитного момента. Полный магнитный момент электрона складывается из орбитального и спинового моментов. Движение электрона в атоме или молекуле (радикале) по орбите приводит к появлению орбитального магнитного момента, вращение вокруг собственной оси (спин) создает спиновый магнитный момент. [c.11]

Обратимся снова к комплексным соединениям. В качестве грубого приближения можно пренебречь диамагнитными свойствами, а также магнитными свойствами, определяемыми орбитальным магнитным моментом, и учитывать только магнитные свойства, связанные со спином электронов. Эффективный магнитный момент атома или иона зависит от спинового квантового числа, т. е. от числа электронов с неспаренными спинами [c.127]

По аналогии с орбитальным моментом вводится спиновый магнитный момент электрона l п [c.60]

Именно орбитальный вклад в магнитный момент частицы меняет условия резонанса, что проявляется в значении -фактора (Ланде), и это первая характеристика спектра ЭПР. Второй важнейшей чертой, содержащей большую информацию, является сверхтонкая структура спектра, обусловленная электрон-ядерным спин-спиновым взаимодействием. В спектрах ЭПР анизотропных образцов, содержащих парамагнитные центры с 5 1, может наблюдаться также тонкая структура, связанная с расщеплением спиновых уровней энергии в нулевом поле, т. е. без наложения внешнего магнитного поля. Определенную информацию несет ширина сигналов ЭПР. Сам факт наблюдения спектра говорит прежде всего о том, что хотя бы какая-то часть образца содержит парамагнитные частицы или центры, т. е. имеет неспаренные электроны. [c.55]

Молекулы и радикалы, как правило, не обладают сферической симметрией. Направления магнитного момента р. и полного механического момента количества движения таких частиц могут не совпадать потому, что свойства орбитального движения электронов различны в различных направлениях. Для электронных магнитных моментов парамагнитных частиц [c.95]

Молекула На. Электронная конфигурация молекулы Н2 в основном состоянии Нг Ь), молекулярный терм (дублет сигма). Единственный электрон молекулы на ag связывающей орбитали обеспечивает химическую связь. Молекула Нг — свободный радикал. Радикалами называют частицы с открытыми оболочками. Радикальный характер молекулы Нг легко обнаруживается по ее парамагнетизму, обусловленному только спином электрона, так как орбитальный магнитный момент молекулы равен нулю. Другие свободные радикалы также парамагнитны. В молекуле Нг между единственным электроном и ядрами нет экранирующих электронов, поэтому она характеризуется самым высоким значением ПИ = 16,25 эВ и СЭ = = 15,4261 эВ, намного превышающим СЭ других молекул. [c.75]

Электронный магнитный момент определяется полным электронным моментом количества движения I, равным сумме 1 — L8 полного орбитального момента атома I = /1 + /2 + + и полного спинового момента атома 5 = 5) + 2 +. .. где и, 2,. .. — орбитальные моменты электронов и [c.52]

Атомные ядра и электроны, имея определенный электрический заряд, могут обладать и некоторым магнитным моментом, причем у ядра он примерно на три порядка меньше, чем у электрона. Молекула как система, состоящая из этих заряженных частиц, также может -характеризоваться вектором магнитного момента, который связан главным образом с орбитальным и спиновым движениями электронов. Еще одной характеристикой молекулы является тензор магнитной восприимчивости. Этими свойствами и определяются явления, происходящие при нахождении молекулы в магнитном поле. К важнейшим физическим методам исследования, связанным с изучением результатов взаимодействия молекул вещества с постоянным и переменным внешними магнитными полями, относятся методы радиоспектроскопии ЯМР и ЭПР. [c.6]

Взаимодействие магнитных полей, создаваемых орбитальным и спиновым моментами электрона, называется спин-орбитальным взаимодействием. Его строгое рассмотрение возможно только в рамках релятивистской квантовой теории. [c.60]

Парамагнитный вклад в восприимчивость обусловлен спиновым и орбитальным угловыми моментами, взаимодействующими с полем. В первую очередь мы рассмотрим систему, имеющую сферическую симметрию, с одним электроном и в отсутствие орбитального вклада в момент. Магнитный момент такой системы — векторная величина, выражаемая уравнением (11.8) [c.134]

Рассмотрим в качестве примера атом, обладающий одним неспаренным электроном. Предположим, что ядро этого атома не обладает магнитным моментом. Магнитные свойства такого атома связаны с наличием неспаренного электрона и имеют двоякую природу. Они связаны как с орбитальным движением электрона, так и с наличием у него нескомпенсированного спинового магнитного момента. Движущийся по орбите электрон можно рассматривать как круговой ток, обладающий магнитным моментом [c.224]

Вектором орбитального магнитного момента Рщ атома называется векторная сумма орбитальных магнитных моментов всех 2 его электронов [c.20]

В реальных веществах ядерный резонанс наблюдается не строго на одной частоте, а в определенном интервале частот, что связано с взаимным влиянием магнитных моментов ядер и орбитальных электронов. Поэтому спектры ЯМР несут в себе информацию не только о свойствах ядер, но и их окружения, т. е. о строении и межатомном (межмолекулярном) взаимодействии в веществе, что и объясняет интерес химиков к этим спектрам. [c.216]

Происхождение парамагнетизма связано с присутствием в молекулах веществ неспаренных электронов, которые вследствие вращения вокруг оси обладают магнитным моментом. Получаемая на опыте величина магнитной восприимчивости представляет собой суммарный эффект диа- и парамагнетизма. Поскольку диамагнетизм веществ выражен слабее, чем пара- и тем более ферромагнетизм, то в пара- и тем более ферромагнетиках им пренебрегают. Орбитальный магнетизм (т. е. магнетизм, вызванный движением электронов по орбитам) считают скомпенсированным. [c.338]

При условии, что орбитальный магнетизм скомпенсирован, вычисленный из этой формулы магнитный момент 11 можно связать с количеством неспаренных электронов посредством только спиновой формулы [c.341]

Магнитные свойства веществ обусловлены наличием в атомах электронов и нуклонов и количественно определяются орбитальным и спиновым магнитными моментами этих частиц, возникающими в результате их внутреннего движения в атоме. Наибольший вклад вносят магнитные моменты электронных оболочек. [c.191]

Заметное влияние на энергию терма оказывает спин-орбитальное взаимодействие. Как орбитальный, так и спиновый механические моменты С и S обусловливают наличие у атома соответствующих магнитных моментов и тем самым наличие суммарного магнитного момента атома. Движение электрона в атоме аналогично круговому электрическому току, который порождает магнитный момент. Орбитальным магнитным моментом обладают все атомы с Ь Ф О, а спиновым — с 8 Ф 0. Магнитные моменты, орбитальный и спиновый, взаимодействуют (спин - орбитальное взаимодействие), благодаря чему энергия атома отличается от той, которая была бы в отсутствие взаимодействия, соответствующие термы атома расщепляются на компоненты, различающиеся по энергии. Это расщепление можно описать, используя векторную схему. Вектор 5 ориентируется в поле вектора i по правилам квантования 25 + 1 способом. Векторы i и 5 образуют полный момент количества движения атома У = /, -Ь [c.40]

Каждый электрон в структуре вещества можно рассматривать в качестве элементарного магнита. Магнитный момент электрона возникает как следствие его вращения вокруг своей оси, а также вокруг ядра атома. Первую составляющую определяют как спиновый магнитный момент она связана со спиновым квантовым числом электрона. Вторую составляющую называют орбитальным магнитным моментом. Ее величина зависит от орбитального и магнитного квантовых чисел данного электрона. Магнитные моменты многоэлектронных атомов, молекул или ионов представляют собой векторную сумму магнитных моментов всех входящих в их состав электронов. Для оценки магнитных свойств вещества несбходимо просуммировать магнитные моменты всех образующих его атомов, молекул или ионов с внесением поправки на их взаимодействия. В газах взаимное влияние молекул незначительно и мало сказывается на магнитных свойствах вещества в целом. В то же время в жидкостях и особенно в твердых телах взаимодействие частиц может привести к существенным изменениям магнитных характеристик системы. [c.300]

Если для данного терма квантовые числа I и 5 не равны нулю, необходимо учитывать также взаимодействие магнитного момента, обусловленного электронным спином, с магнитным моментом орбитального движения электрона—так называемое спин-орбитальное взаимодействие. Это взаимодействие ведет к некоторому небольщому расщеплению компонентов энергетических уровней терма — спин-орбитальному или мультиплетному расщеплению. Спин-орбитальное взаимодействие (а значит и соответствующее расщепление) возрастает с увеличением атомного номера для всех переходных металлов. [c.324]

Ионы [MFg] имеют конфигурацию tlg и содержат три неспаренных электрона. Магнитный момент таких соединений не зависит от температуры и составляет -- З, хв для солей [RuFg] и -—3,2 fi. в для солей [OsFgl . Отличие этих величин от чисто спинового значения (3,87 fi в) можно в какой-то мере объяснить спин-орбитальным взаимодействием второго порядка однако наблюдаемые отклонения, вероятно, нельзя объяснить при помощи лишь одного этого эффекта, поэтому здесь приходится также предположить наличие антиферромагнитного взаимодействия. [c.438]

Рассмотрим некоторьп ион переходно группы, содержащий п неспаренных электронов. Магнитный момент этого иона будет [X = У ( -)-2) при условии, если нет орбитальной составляющей и если не происходит заметного обменного взаимодействия. Магн ггнын момент связан с магннпю восприимчивостью / обычным выражением [c.400]

Предыдущая модель относилась к сравнительно редко реализующемуся случаю, когда локальные магнитные поля, обусловленные ядерными или электронными магнитными моментами, можно считать квазистгционар-ными. Взаимодействия с магнитными ядрами приводят к расщеплению линий ЭПР (СТС), спнн-спиновые электронные взаимодействия — к их уширению. Любые процессы, приводящие к изменению этих локальных полей с частотой, достаточно большой для их эффективного усреднения, будут приводить к изменению формы линий и их сужению. К числу таких процессов относятся быстрые движения парамагнитных частиц друг относительно друга, делокализация неспаренных электронов, их обменное взаимодействие. Эффективное сужение может при этом достигать весьма значительной величины. Так, было показано [19], что в случае твердых ароматических свободных радикалов в результате обменного взаимодействия Гд становится равным времени спин-решеточной релаксации Т - Этот эффект можно объяснить тем, что при сильном обмегшом взаимодействии связь системы спинов с решеткой осуществляется через обменную энергию, а не через спии-орбитальную связь. [c.83]

Для электрона характерно также вращение вокруг собственной оси, которое может пррисходить в двух взаимно противоположных направлениях. Возникающие при этом собственные магнитные моменты электрона имеют два значения в зависимости от того, совпадают они с ориентацией орбитального момента электрона или направлены в противоположную сторону. В связи с этим спиновоел ШЦОвое число т., может иметь значение + /2 или — /2- [c.40]

С механическим моментом электрона (как орбитальным, так и спиновым) связаны соответствующие магнитные моменты. Если воспользоваться классичв ской моделью, то величина орбитального магнитного момента цорб, отвечающего движению электрона со скоростью V по круговой орбите радиуса г, равна [c.60]

Как говорилось в гл. 9 (см. рис. 9.18), взаимодействие магнитного диполя электронного спинового момента с орбитальным моментом Ь 8 представляет собой спин-орбитальное взаимодействие. Изменение величины спин-орбитального взаимодействия в различных электронных конфигурациях также приводит к расщеплению термов, о которых уже шла речь. При рассмотрении этого эффекта широко используются две схемы так называемая схема взаимодействи.ч Рассела — Саундерса, нлк xe.ua Р 8-взаимодействия, и схема ] -взаимодействия. Если электрон-электронные взаимодействия приводят к большим энергетическим расщеплениям термов по сравнению с расщеплениями, обусловленными спин-орбитальным взаимодействием, пользуются первой схемой. В этом случае мы по существу рассматриваем спин-орбитальное взаимодействие в качестве возмущения энергий отдельных термов. [c.67]

Рассмотрим свойства -фактора более подробно. Парамагнитные атомы, в которых неспаренный электрон находится на 5-орби-талях, не обладают механическим и магнитным моментами (/ = 0). (Зднако даже если 1Ф0, орбитальный момент эффективно проявляется только тогда, когда орбитальные уровни основного состояния вырождены по энергиям. Например, для р-электрона орбитальное движение в плоскости ху можно представить как переход электрона с рх на ру орбиту [c.225]

По классическим представлениям взаимодействие внешнего магнитного поля со спиновым магнитным моментом электрона приводит к прецессии последнего вокруг направления внешнего магнитного поля. Через спин-орбитальное взаимодействие прецесси-рующий спиновый магнитный момент увлекает за собой орбитальный магнитный момент, индуцируя орбитальное движение в плоскости, перпендикулярной внешнему полю. Орбитальное движение вносит свой вклад в суммарный магнитный момент электрона, приводя к отклонению величины g от gs При этом -фактор описывается следующим выражением [c.226]

В соответствии с выщеизложенным следует ожидать, что 5-электрон, не имеющий орбитального момента, не обладает также и магнитными свойствами. Кроме того, в магнитном поле можно наблюдать расщепление на 3, 5 и более уровней, поскольку существуют состояния с еще большим орбитальным моментом. Однако экспериментальные данные свидетельствуют об ином для -электронов в магнитном поле наблюдается расщепление на два уровня. Это объясняется существованием спина электрона (разд. 3.6), так что орбитальный момент характеризуется двумя проекциями на одну ось координат /гй и — 1 . [c.51]

Спин-спиновую связь ядер рассматривают иногда как суммарный результат трех эффектов взаимодействия ядер и электронов. Во-первых, магнитный момент ядра оказывает воздействие на электрическое поле, обусловленное орбитальным движением электронов, а это поле, в свою очередь, взаимодействует с магнитным моментом другого ядра. Во-вторых, имеет место взаимодействие магнитных диполей, в котором участвуют не только ядра, но и электроны. И, наконец, учитывая симметрию атомных s-op-биталей, надо иметь в виду отличную от нуля электронную спиновую плотность на ядрах — так называемое контактное взаимодействие Ферми. При спин-спиновой связи протонов именно это взаимодействие является наиболее важным. [c.29]

В атомах и молекулах каждый электрон в процессе своего орбитального и спинового движения создает магнитное поле и характеризуется жагныгньш жоленгож = (/71,+1), где — множитель Ланде, характеризующий относительную величину зее-мановского расщепления уровнен энергии атома цв —магнетон Бора nil — магнитное квантовое число. У двух электронов, находящихся на одной орбитали, эти моменты скомпенсированы, поэтому атомы и молекулы, не имеющие неспаренных электронов, не обладают собственными магнитными моментами. Однако и такие атомы и молекулы, попадая во внешнее магнитное поле, взаимодействуют с ним (выталкиваются из него). Этот вид взаимодействия вещества с магнитным полем получил название диамагнетизма. Важной особенностью диамагнетизма является независимость от температуры. [c.190]

За единицу измерения магнитного момента принята величина М/4лт = о=9,17 10 21 гаусс1см , называемая магнетоном Бора, где е — заряд электрона, т — его масса, к — постоянная Планка. Магнетон Бора равен магнитному орбитальному моменту, р-электрона. [c.341]

Наличие близких термов вызвано каким-то слабым взаимодей-ствием. Было сделано предположение (С. Гаудсмитом и Г. Улен-беком), что наряду с орбитальным моментом у электрона имеется собственный момент вращения. Вращательным моментам отвечают магнитные моменты. В зависимости от ориетации этих моментов будет иметь место различная энергия их взаимодействия. Такое объяснение находится в соответствии с указанным фактом отсутствия расщепления з-термов. [c.449]

Уравнение (ХХ1У.4) показывает, что каждый уровень электрона расщепляется на 2/ + 1 уровней в соответствии с числом значений магнитного квантового числа. Это уравнение описывает расщепление энергетического уровня одного электрона с учетом лишь орбитального магнитного момента. [c.531]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология