Элементы химические Элементы, спиновое состояние

Делается ясной и относительность понятий химически инертный и химически активный , так как один и тот же элемент водород в определенном состоянии возбуждения способен дать химическую связь и образовать устойчивую молекулу Нг, а в другом, отличающемся не электронной конфигурацией, а только параллельностью спиновых векторов электронов Isa и 2ра, устойчивое соединение атомов Н не получается, видимо, из-за отсутствия (или очень малого) перекрывания облаков электронных орбиталей, от особенностей электронного обмена или из-за корреляции. Причастность к этому обстоятельству запрета Паули остается по меньшей мере неясной, так как электроны имеют одинаковые направления спина, но разные вторые квантовые числа ведь обычно принцип формулируют как невозможность заселения одной и той же орбитали электронами, у которых все 4 квантовых числа одинаковы. [c.156]

В первую очередь отметим, что на ядерные свойства изотопов решающим образом влияет тот факт, что ядерные силы, удерживающие нуклоны в ядре, обязаны своим происхождением так называемому сильному взаимодействию, которое во много раз интенсивнее электростатических сил. Так, ядерные силы, действующие в ядре между двумя протонами, на два порядка превышают силы электростатического взаимодействия между ними. Одной из основных характеристик ядерных сил является их независимость от зарядового состояния нуклонов, в результате которой взаимодействие двух протонов, двух нейтронов или нейтрона и протона одинаково, если одинаковы состояния относительного движения этих пар частиц и их спиновые состояния. В результате преобладающего действия ядерных сил число протонов в ядре и, соответственно, его заряд в слабой степени (особенно для лёгких ядер) влияют на основные характеристики нуклидов. Поэтому, их ядерные свойства будут, главным образом, определяться числом нуклонов в ядре и сильно различаться в семействе изотопов, принадлежащем одному химическому элементу, в отличие от физико-химических свойств, определяемых количеством электронов в атоме. Близкие же ядерные свойства, что и подтверждается в экспериментах, будут наблюдаться у изобар — атомов, ядра которых содержат одинаковые количество нуклонов А. Для тяжёлых элементов с ростом Z электростатическое взаимодействие между протонами увеличивается и ядерные свойства начинают сильно различаться даже у изобар. [c.20]

С другой стороны, р-электроны атомов и соответствующие тг-электроны молекул, имеющие квантовое число 1=1, обладают и орбитальными и спиновыми моментами. Но результирующий магнитный момент равен нулю не только у систем с двумя 5 - и шестью /1-электронами, образующими нормальный стабильный октет, как в структурах инертных газов, но также у систем с двумя 5- и двумя р-электронами, которые в спектроскопии обозначаются как зРо. Такие системы имеются у атомов углерода, олова и свинца. С другой стороны, системы, содержащие четыре р-электрона, как в атомах кислорода и серы, могут обладать результирующим моментом. Одно из нормальных спектроскопических состояний атома кислорода, а именно, состояние Рг соответствует атому, имеющему магнитный момент. С химической точки зрения существенно, что те атомы и молекулы, которые содержат нечетное число электронов, имеют некомпенсированный электронный спин и поэтому должны обладать результирующим магнитным моментом. Возможные значения магнитного момента любой такой системы строго ограничены они определяются квантовыми законами. Резонансные взаимодействия между электронными группами и обменная энергия образования связей не влияют на эти значения. Как будет показано на стр. 34-41, только те вещества, которые обладают постоянными магнитными моментами, обнаруживают парамагнитные свойства. Поэтому для всех органических соединений и других производ- ных легких элементов парамагнетизм можно рассматривать как физическое свойство, являющееся индикатором на свободные [c.30]

Как видно уже на примере углерода, обычная для того или иного элемента валентность может соответствовать не основному (нормальному), а возбужденному состоянию его атома. При общей оценке возможностей валентного использования возбужденных состояний спиновая теория руководствуется т. н. правилом октета (Льюис, 1916 г.), согласно которому валентный слой атома в химическом соединении становится полностью завершенным при восьми электронах. Тем самым структуры с большим числом валентных электронов около одного атома признаются невозможными, т. е. на них налагается запрет. [c.231]

Спин-спиновая связь протонов и фтора с тяжелыми элементами IV Б группы интересна в сравнении с ранее изложенной спин-спиновой связью Н1—С1 и спин-спиновой связью —С1 , поскольку эти элементы сходны с углеродом по химическому поведению и обладают, по существу, одинаковой с ним внешней электронной оболочкой, в то же время отличаясь строением внутренних электронных слоев. Как было обнаружено, константы связи Р1 —С1 , а также Н1—М и Р 1—М значительно меньше коррелируют с электроотрицательностью заместителей у центрального четырехзамещенного атома, плохо подчиняются аддитивным соотношениям, а также менее очевидно связаны с состоянием гибридизации элемента, чем в случае констант Н—С. По-видимому, это вызвано вкладом в спин-спиновую связь, обусловленным полярностью связей Н—М и Р—М, а также участием электронов внутренних слоев в передаче спиновой информации. При этом для всех элементов Б группы в сходных химических структурах были подмечены общие закономерности, указывающие на общность механизма спин-спиновой связи этих ядер и Н —С [62], в частности, важность контактного члена в уравнении Ремси. [c.134]

Если постоянные экранирования и постоянные спин-спинового взаимодействия известны, матричные элементы w f могут быть вычислены, как было указано выше. Тогда решение уравнений (XXXVI, 72) и (XXXVI, 68) для каждой группы функций дает волновые функции F, описывающие разные возможные состояния системы ядер молекулы в магнитном поле, и энергии этих состояний с учетом экранирования ядер (химических сдвигов) и спин-спинового взаимодействия. [c.469]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология