силы связи и магнитный момент

Частицы, обладающие магнитным моментом, не равным нулю, называют парамагнитными. В отсутствие внешнего магнитного поля они ориентированы хаотично и вещество в целом магнитных свойств не проявляет. Однако в магнитном поле они частично разворачиваются по направлению поля, и в веществе возникает наведенный магнитный момент. Отнесенный к единице объема этот суммарный магнитный момент называется намагниченностью вещества Р - Основной вклад в намагниченность вносят частицы, обладающие парамагнетизмом электронного происхождения. Вклад парамагнитных ядер в намагниченность ничтожен в силу малой величины магнитных моментов ядер. Описанная намагниченность по физическому смыслу является полным аналогом ориентационной поляризованности вещества в электрическом поле, описанной в предыдущем параграфе. В частности ее величина связана с магнитным моментом частиц рт соотношением, аналогичным (5.3) [c.90]

Наличие текстуры позволяет объяснить характер доменной структуры, наблюдающейся в наноструктурном Со. Полосчатая доменная структура в этом состоянии отличается от упомянутой доменной структуры в крупнокристаллическом состоянии в основном тем, что стенки доменов не образуют строго прямых линий. Средняя щирина доменов практически одинакова в обоих случаях. Существование преимущественных ориентировок (кристаллографической текстуры) и высокий уровень обменной энергии приводят к тому, что магнитные моменты соседних микрокристаллитов благодаря не столь высокой разориентации их осей легкого намагничивания располагаются параллельно под влиянием сил обменного взаимодействия. В то же время местные отклонения осей легкого намагничивания от направления усредненного магнитного момента приводят к локальным изменениям в ширине доменов и направлении стенок доменов. Следует отметить, что разориентации микрокристаллитов в плоскости, перпендикулярной преимущественному направлению осей легкого намагничивания (т. е. в плоскости образца), не играют существенной роли в формировании доменной структуры. В этой связи в целом характер доменной структуры наноструктурного образца близок к тому, что наблюдался в случае крупнокристаллического образца. Это, с другой стороны, позволяет предполагать, что механизм формирования доменной структуры одинаков в обоих случаях и определяется фундаментальными магнитными законами (постоянными). [c.228]

Химические сдвиги измеряются на приборах высокой разрешающей силы. Обычно применяются поля в 10 ООО и 14 ООО гс. При таких полях резонансные радиочастоты для магнитного момента протона составляют около 40 и 60 Мгц. Требование исключительно высокой однородности поля ограничивает объем образца несколькими десятыми миллилитра. Особенно удобно вести работу с жидкими образцами. С помощью специальных приспособлений такие образцы могут быть изучены в интервале температур от —80 до 200°. Растворы могут быть исследованы вплоть до концентраций 0,1 М. Для исследования систем с Н-связями такие концентрации обычно еще велики. Имеется лишь небольшое число измерений ЯМР в газах, однако они представляют особый интерес. Твердые тела дают спектры с широкими линиями, для изучения которых высокого разрешения не требуется. [c.127]

Точно таким же образом проводится вычисление силы линии для многоэлектронного атома в приближении 5-связи. Оператор магнитного момента в этом случае можно записать в виде [c.396]

Сам Штарк оказался не способным существенным образом изменить свою систему в соответствии с развитием теоретической и экспериментальной физики и химии. Правда, в 1922 г. он высказал в связи с критикой теории Бора гипотезу о природе отталкивательной силы (см. прим. на стр. 78), а в 1928 г. в монографии, посвященной строению атомов и межатомной связи [12], несколько видоизменил свою гипотезу, допустив аксиально-симметрическое строение атомов и расположение двух электронов не рядом друг с другом, как в старой теории, а на оси, соединяющей оба атома. Электроны обладают уже не только электрическим, но и магнитным полем. Так как магнитная сила представляет собой ту искомую отталкивательную силу (см. стр. 62), удерживающую атомы в равновесии, то эти два валентных электрона двух атомов располагаются относительно друг друга на одной оси, но с противоположным направлением их магнитных моментов [тамже, стр. 67]. Нет необходимости излагать более подробно эту новую теорию Штарка, так как она не оказала влияния на современников, а сам Штарк неоправданно пытался противопоставить ее не только уже устаревшей к тому времени атомной модели Бора, но и первым появившимся тогда квантово-механическим теориям строения атома. Борьба Штарка против передовых направлений теоретической физики (квантовой механики и теории относительности) привела его на самые реакционные позиции, и ничего нового в интересующей нас области он не дал, как это видно, например, из его монографии 1940 г. [14]. [c.72]

Направления магнитных моментов определяются правилом правой руки и показаны на рис. 5-16. Осциллирующий электрический диполь не приводит сам по себе к оптической активности осциллятора 1, поскольку магнитный момент Шг лежит под прямым углом к р1. Однако, когда переходы 1 и 2 связаны, результирующие магнитные и электрические моменты для 1 антипараллельны, и поэтому, согласно уравнению (5-18), вращательная сила отрицательна. Аналогичным образом можно показать, что имеет положительный эффект Коттона. [c.226]

Другая область возможного приложения ХПЯ связана с ориентированными, поляризованными мишенями. Получение таких поляризованных мишеней представляет значительный интерес для ядерной физики, поскольку исследование ядерных реакций с поляризованными ядрами позволяет извлечь ценную информацию о спиновой зависимости ядерных сил, о спинах, четностях и магнитных моментах возбужденных состояний ядер и т. д. Практический интерес в этом случае представляют мишени со степенью поляризации 10%. Существующие методы получения такой поляризации основаны на использовании очень низких температур (менее 1К) и сильных поляризующих магнитных полей (сотни тысяч эрстед). В 2.3 было показано, что использование ХПЯ позволяет в принципе достичь степени поляризации образца 30% при комнатных температурах в очень слабых магнитных полях это открывает заманчивые перспективы для ядерной физики. [c.263]

ЭТО принимается в расчете, не меняется. Подобные собственные функции называют симметричными функциями. Собственная функция состояния, в котором связь не образуется, напротив, меняет знак при обмене электронов она антисимметрична. Для того чтобы полностью охарактеризовать механизм двухэлектронной связи, необходимо учесть еще два фактора электронный спин и запрет Паули. Под электронным спином подразумевают механический импульс собственного вращения электрона, с которым связан и магнитный момент. Последний квантован по направлению и может для электрона с чисто спиновым моментом (т. е. в отсутствие импульса вращения по орбите) устанавливаться во внешнем магнитном поле только в двух положениях — параллельно или антипараллельно к вектору силы поля. [c.20]

Чтобы учесть различные магнитные свойства данного центрального иона в различных комплексах, Полинг [6] постулировал, что в случае сильной электронно-донорной способности лигандов, например таких, как СХ , должно происходить образование ковалентных связей. При этом во многих случаях требуется участие -электронов, чтобы обеспечить необходимые для гибридизации орбитали. Для более слабых, или более сильно электроотрицательных, лигандов образования ковалентных связей не должно происходить, поэтому следует учитывать лишь электростатические силы. Таким образом, была предложена классификация комплексов на ковалентные и ионные . Для суждения о типе связи было предложено использовать значения магнитных моментов (магнитный критерий типа связи). Этот критерий может быть [c.56]

До настоящего времени еще не найдено общих закономерностей, на основании которых можно было бы объединить около 1500 известных ядер в единую 1 систему, подобную той, которая была дана Менделеевым для химических элементов. Такая систематика позволила бы предсказывать еще неоткрытые изотопы и предвидеть их свойства. Было сделано много попыток создать систему атомных ядер, но до сих пор они привели лишь к частичным успехам. Некоторые из них, основанные на внешней аналогии с таблицей Менделеева, сомнительны по существу, так как законы распределения по уровням энергии внеядерных электронов и внутриядерных частиц различны из-за различного характера сил связей. Поэтому нельзя ожидать, чтобы периодичность свойств ядер, в существовании которой сейчас можно не сомневаться, совпадала с периодами химических элементов. Более успешны и перспективны пути систематизации ядер, основанные на экспериментальных данных о составе ядер, энергиях связей, спектрах испускаемых частиц и -лучей, магнитных моментах и др. Однако и на этой основе до настоящего времени были найдены лишь частные и несвободные от исключений закономерности [142, 8, 45]. [c.24]

В этих антиферромагнетиках при низких темп-рах силы взаимодействия между носителями момента столь ве.пики, что в отсутствии внешнего поля магнитные моменты оказываются ориентированными по отношению друг к другу. В одних антиферромагнетиках эта ориентация приводит к полной взаимной компенсации моментов (нанр., Мп 2, в других аптиферромагне-тиках получается неполная компенсация (ферриты, манганаты, гранаты). В ферромагнетиках наблюдается полный взаимный параллелизм всех магнитных моментов. Измерение максимальной намагниченности этих веществ в очень сильных полях (так иаз. намагниченность насыщения а ) позволяет определить маг-пйтный момент, к-рый характеризует валентпость носителя момента. Т. обр., изучение магнитных свойств позволяет делать важные заключения о химич. связях переходных атомов в этого рода соединениях. То обстоятельство, что многие из этих веществ играют роль катализаторов, дало возможность применить М. к исследованию ироцессов гетерогенного катализа. Всякий раз, когда на новерхности катализатора происходит хемосорбция посторонних атомов илн молекул, возникает изменение магнитных моментов катализатора за счет образования двухэлектронных связей. Т. обр., исследование магнитных свойств катализаторов как в процессах их изготовления, так и в самих каталитич. реакциях позволяет вскрыть весьма интересные стороны механизма подобных процессов. Разумеется, обнаружение этих изменений в магнитных свойствах возможно только в том случае, если катализатор изучается в мелкодисперсной форме, при к-рой роль поверхностных слоев доминирует над ролью объема вещества. Однако нек-рые вещества в очень мелкодисперсном виде обнаруживают крайне неожиданные свойства, резко отличные от свойств тех же сплошных веществ, что сильно затрудняет интерпретацию опытов. Среди исследователей нет еще установившегося мнения относительно всех этих опытных данных. Возможно, что некоторые из этих результатов обусловлены ферромагнитным загрязнением (об этих загрязнениях см. ниже), внесенным в образец в процессе их изготовления. Впрочем, теория магнетизма показывает, что процессы намагничивания ферро- и антиферромагнитных веществ в мелкодисперсном виде имеют свою специфику, которую также необходимо учитывать в такого рода исследованиях. [c.503]

Опыт Штерна — Герлаха. То обстоятельство, что различные ориентации орбит связаны с различными величинами проекций магнитного момента на произвольно выбранное направление в пространстве, позволяет разделить атомы, имеющие различные величины этих проекций. Это разделение впервые осуществили Штерн и Герлах. В основном их метод состоит в том, что пропускают поток атомов через неоднородное магнитное поле, т. е. через магнитное поле, напряженность которого, различна в различных точках пространства. Действие такого поля становится вполне понятным при рассмотрении силы, с которой оно действует на маленький полосовой магнит. Предположим для простоты, что поле направлено вдоль оси г и что само поле является функцией 2. Допустим, далее, что продольная ось магнита составляет с 2-осью угол 6. Пусть у полюса магнита, у которого величина 2 меньше, напряженность поля равна Н это поле действует на полюс с силой дН, где д — магнитная масса. Напряженность поля на другом конце магнита весьма точно передается выражением [c.87]

Магнитные свойства металлов связаны с их электрическими свойствами, поскольку элементарные носители магнетизма - электроны - обладают как магнитным моментом, так и элеюрическим зарядом. Наряду с общими для всех твердых тел элеюрическими свойствами магнитные материалы обладаюг рядом специфических электрических свойств, зависящих от самопроизвольной намагниченности. В магнитных материалах в каждом ферромагнитном домене на электрон проводимости даже при нулевом внешнем магнитном поле действует сила Лоренца. [c.17]

Укажем на две часто встречающиеся ошибки при популярном изложети МВС. Во-первых, на основе того, что ковалентная связь образуется электронами с антипараллельными спинами, часто неправильно считают, будто причиной химической связи является взаимное притяжение противоположно направленных магнитных моментов электронов. В действительности же магнитное взаимодействие крайне незначительно и не оно определяет химическую связь. Во-вторых, воздавая должное роли обменных интегралов в (IV.10) и (IV.11), иногда говорят об обменной природе сил химической связи. На самом же деле "обмен" характеризует не природу связи, а является лишь следствием метода расчета, называемого МВС. Поскольку электроны неразличимы, нельзя говорить об их обмене местами как о физическом явлении. [c.71]

С макроскопической точки зрения ферромагнетики характеризуются намагниченностью М. Она представляет собой вектор, число независимых компонент которого равно п. Часто встречается случай с п = 3, но важны и другие значения п. Например, если магнитные моменты должны быть обязательно параллельны одной оси (для одноосных ферромагнетиков), то п = 1. Если направления моментов огра-нт1чены "плоскостью легкого намагничивания , то следует положить п = 2. Средняя намагниченность М является функцией температуры т и магнитного поля Н. (Обозначение т используется для представления температуры магнитной системы. Когда мы установим связь последней с поведением полимеров, температура Т полимерной системы окажется не равна т.) В отсутствие поля мы можем наивно предположить, что намагниченность в силу симметрии должна обратиться в нуль, так как моменты могут быть направлены с равной вероятностью как вверх , так и вниз . Это справедливо при высоких температурах, но при низких температурах положение меняется. График свободной энергии Р как функции М имеет два одинаковых мини-мума (рис. 10.1), и система попадает в один из них. В этом случае мы наблюдаем некоторую конечную среднюю намагниченность М (т). График как функции т показан на рис. 10.2. [c.298]

Значение электрической проводимости и закономерности ее изменения зависят от очень многих факторов типа носителей заряда (электрон, дырка, ион, полиион, молион), механизма их перемещения в полимерной матрице (зонная теория, туннельный переход, прыжковая или перескоковая модель), химического строения или структуры полимеров (наличие, характер и протяженность сопряженных связей, дипольный момент мономерного звена, степень кристалличности полимера и степень ориентации макромолекул, наличие и природа посторонних макроскопических и молекулярных добавок и примесей и др.), воздействия внещних факторов (температуры, электрического и магнитного полей и времени их воздействия). При исследовании и применении полимерных материалов особое внимание следует обращать на приэлектродные процессы, которые могут существенно влиять на силу измеряемого электрического тока. Это [c.12]

Хорошо известно, что большие ферромагнитные частицы имеют области, называемые доменами Вейсса , в которых магнитные моменты, обусловленные спинами электронов, связаны между собой обменными силами, ориентирующими их в одном направлении. При наложении внешнего магнитного поля некоторые домены возрастают за счет других до тех пор, пока все частицы не намагнитятся до насыщения. Если ферромагнитные ча стицы имеют величину порядка домена Вейсса, то веществодолжно иметь очень большое остаточное намагничивание. В настоящем исследовании это явление не рассматривается, хотя оно представляет интерес при получении постоянных магнитов и в геологических исследованиях. Если индивидуальные частицы очень малы, то они будут совершать движение типа броуновского, а это мешает установлению результирующего магнитного момента по полю, хотя обменные силы еще удерживают в параллельном состоянии спины отдельных электронов. Эта область размеров частиц подходит для магнитного изучения хемосорбции. Диаметры изученных частиц никеля колеблются приблизительно от 10 до 80 А. [c.10]

Лри образовании комплекса может получиться комплексное соединение с меньшим числом неспаренных электронов, чем у свободного иона металла, или даже диамагнитное соединение. Такое спаривание электронов зависит от силы поля лигандов, в связи с чем этот факт — с некоторой осторожностью—может быть использован как критерий при определении минросимметрии ряда комплексов. 1В качестве примера можно привести диамагнитные комплексы никел1я(П). В большинстве случаев они обладают плоской квадратной структурой, хотя это не является общим правилом. Уменьшение величины магнитного момента может быть вызвано та кже образованием б-связей между -орбиталями иона металла или взаимодействием с более высокими возбужденными состояниями. Примерами такого уменьшения магнитного момента вследствие образования б-связи (ср. табл. 2.17) могут служить комплексы меди(П) с некоторыми производными салицилового альдегида или с ацетатом. Более детальное исследование требует определения зав(Исимости магнитного момента от температуры. [c.117]

По спектрам ЯМР можно судить о природе связи в магнитных кристаллах. Величина магнитного поля, действующего на данное ядро, зависит не только от напряженности внешнего поля, но также от локального поля, обусловленного диполь-дипольным взаимодействием соседних ядер и атомов. Определяя резонансную частоту, нетрудно измерить величину зеемановского расщепления энергетических уровней ядер в данном магнитном поле. По величине расщепления и известным магнитным моментам различных ядер можно определить общую величину поля в области ядра. Исследуя спектры при разной ориентации кристалла по отношению к внешнему магнитному полю, можно получить угловое распределение локального магнитного поля. Зная свойства локального поля, можно определить природу сил связи между атомами и ионами в твердом теле. Например, в антиферромагнетике Мпр2 в локальное магнитное поле вблизи иона Мп вносят вклад как электроны, участвующие в образовании связи, так и соседние парамагнитные ионы марганца. Вклад р- и -электронов в связь и степень ковалентности можно вычислить, так как ионная и ковалентная структуры [c.83]

Условие антипараллельности спинов электронов, участвующих в создании связи, кажется весьма естественным, но ничего не говорит о природе тех сил, которые в действительности обеспечивают взаимодействие обоих связующих электронов. Ситуация еще более осложнилась, когда в разрядных трубках удалось зафиксировать кратковременное существование малоустойчивых образований с формулами Н , Не , ННе . Связь в подобных молекулярных ионах обеспечивается одним электроном его спин, остающийся некомпенсированным, нельзя уже считать ответственным за образование связи. В рамках старо11 квантовой теории нельзя объяснить и некоторые другие явления. Так, например, атом водорода со своим вращающимся вокруг ядра электроном должен был бы иметь форму диска и обладать магнитным моментом. В действительности же атом водорода магнитного момента пе имеет. [c.17]

Среди химически ненасыщенных веществ особую группу образуют как слабомагнитные, так и сильно-магнитные металлы в твердом и жидком состоянии. Хотя изучение именно магнитных свойств впервые позволило вскрыть химич. природу связи в интерметаллич. соединениях, магнетохимия сплавов, в силу своей крайней сложности, до сих пор еще не разработана. Наиболее многочисленную группу неметаллич. химических соединений образуют соединения с полностью насыщенными валентностями. Будучи лишены собственных магнитных моментов, они обнаруживают, как правило, диамагнитные свойства. Таковы, напр., галогениды щелочных и щелочноземельных металлов, где как катион, так и анион приняли конфигурации атомов инертных газов, нолностью лишенные мапгитпых моментов. Полностью лишено ма1 нитного момента громадное большинство органич. молекул с ковалентной связью, в к-рых отсутствуют неспаренные электроны. [c.503]

Мюон и антимюон не имеют отношения к межнуклонным силам. Их природа не определена. Возможно, эти частицы представляют собой возбужденные состояния электрона и позитрона. Убедительным свидетельством их близкой связи с электроном и позитроном служат наблюдаемые значения магнитного момента мюона. По данным, полученным методом магнитного резонанса, электрон имеет компоненту магнитного момента в направлении магнитного поля, равную 1,00116 магнетона Бора. (Отклонение от единицы связывают с влиянием фотонного поля, окружающего электрон.) Протон и нейтрон, имеющие сложную струк-туру (разд. 25.4), обладают магнитными моментами, которые нельзя просто связать с магнетоном Бора. [c.714]

Силы связи внутри комплекса могут быть обусловлены элект[ статическим взаимодействием окружающих ионов или ориен-рованных диполей, ковалентными связями или некоторой комС нацией обоих типов связи. Применением магнитных измерен для изучения комплексных соединений мы главным образ обязаны Паулингу [6,7]. Почти вся современная литература этому вопросу выражена в терминах и обозначениях орбит и Д[ гих характеристик, введенных Паулингом. Этих обозначений i будем поэтому придерживаться и здесь, хотя следует подчеркну чтс были предложены и другие методы для рассмотрения стрл турных проблем, а следовательно, и другие обозначения. Предг лагается, что читатель в общих чертах знаком с вопросом об оть сительной стабильности и с основными свойствами орб< участвующих в образовании атомных связей. Тем не менее г весьма кратко изложим основные моменты этого вопроса [8, [c.156]

Характерной особенностью ионной связи является превращение реагирующих друг с другом атомов в противоположно заряженные ионы, сдерживаемые элгктростатическими силами. Таким образом, соединение с ионной связью представляет собою совокупность ионов, в той или иной степени сохраняющих свою индивидуальность как в молекулах, так и в кристаллах. Поскольку мы здесь рассматриваем лишь так называемые диамагнитные соединения, то естественно полагать, что электронные оболочки всех ионов, входящих в состав этих соединений, лищены магнитного момента. [c.62]

Электронный переход а-полосы имеет электрический момент перехода в плоскости кольца и магнитный момент, перпендикулярный этой плоскости. При 0 = 90° косинус равен нулю, а вместе с тем равна нулю и вращательная сила соответствующего перехода. Сопряжение ароматического ядра с двойными связями, со свободными электронными парами таких атомов, как азот или кислород, нарущает неблагоприятную ориентацию электрических и магнитных моментов, создавая условия для увеличения вращательной силы. [c.314]

Таким образом, реитгеиовские и мессйауэровские исследования ферритов-хромитов никеля показали, что замещение ионов железа ионами хрома приводит к изменению сил межатомной связи, электронной структуры образующих ионоз, перераспределению ионов по кристаллографическим позициям и изменению направления магнитных спинов части октаэдрических ионов Fe + и Сг +. Кроме того, в образцах с 1,2< -<-i<2 наблюдаются релаксационные эффекты. Расчет магнитного момента насыщения с учетом антипараллельного оа -мещения магнитиых моментов части ионов Ре + и в В- [c.138]

Самым слабым в этой группе является взаимодействие К—К. Вследствие сильной локализации 4/-моментов это взаимодействие является косвенным и осуществляется через спиновую поляризацию электронов проводимости [14—16]. Такая поляризация пространственно неоднородна и может привести как к ферромагнитной, так и к антиферромагнитной связи между 4/-моментами. Сила связи зависит от типа структуры и числа электронов проводимости. Значительно более сильное взаимодействие М—М обычно подавляет взаимодействие Р—К. Однако в некоторых случаях атомы М не несут магнитного момента, и тогда взаимодействие К—К можно лучше изучить. В этих (немногих) случаях взаимодействие К—К в соединениях КМ оказывается совершенно нормальным. В табл. 2 приведено несколько примеров. 0(1А12 ферромагнитен из теоретических соображений [17] следует, что уменьшение числа электронов проводимости (или лучше сказать, уменьшение волнового вектора Ферми йр) должно сначала привести к росту температуры Кюри Тс, а затем к сильному ее уменьшению. Принимая во внимание, что концен- [c.165]

ДЕЙТРОН (дейтой) — ядро атома одного из тяжелых изотопов водорода — дейтерия обозначается D , или (1 состоит из одного протона и одного нейтрона, энергия связи к-рых в Д,, равная 2,23 М.эв, значительно меньше энергпи связи ядерных частиц в других, более тяжелых ядрах собственный момент количества движения (спин) равен 1 магнитный момент равен 0,857348 ядерного магнетона. Будучи простейшей системой частиц, связанных ядерными силами, Д, представляет большой интерес для изучения природы этих сил, В качестве бомбардирующих частиц Д. широко используются в. чдерных реакциях, в частности в реакциях, служащих источником быстрых нейтронов. Химич. свойства ионов легкого и тяжелого водорода (протона и Д.) заметно различаются, что связано со значительным относительны.м различием в их массах и, следовате.льно, в нулевых энергиях (см. Водород, Дейтерий, Изотопные эффект ы). [c.527]

В зтих антиферромагнетиках при низких темп-рах силы взаимодействия между носителями момента столь велики, что в отсутствии внешнего поля магнитные моменты оказываются ориентированными по отношению друг к другу. В одних антиферромагнетнках эта ориентация приводит к полно11 взаимной компенсации моментов (напр., МпГз, N 2), в других антиферромагнетиках получается неполная компенсация (ферриты, манганаты, гранаты). В ферромагнетиках наблюдается полный взаимный параллелизм всех магнитных моментов. Измерение максимальной намагниченности этих веществ в очень сильных полях (так наз. намагниченность насыщения ст ) позволяет определить маг-ннтный момент, к-рый характеризует валентность носителя момента. Т. обр., изучение магнитных свойств позволяет делать важные заключения о химич. связях переходных атомов в этого рода соединениях. То обстоятельство, что многие из этих веществ играют роль катализаторов, дало возможность применить М. к исследованию процессов гетерогенного катализа. Всякий раз, когда на поверхности катализатора происходит хемосорбция посторонних атомов или молекул, возникает измепение магнитных моментов катализатора за счет образования двухэлектронных связей. [c.503]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология