Энергия состояния

Происхождение атомных спектров. Если атом не подвергается никаким внешним воздействиям, то его электроны находятся в состояниях с минимальной энергией. Состояние атомов с минимальной энергией называется основным состоянием. При сообщении атому энергии (в результате столкновения с другим атомом, поглощения кванта света, электронного удара и др.) один или несколько электронов в атоме могут перейти на более высокий энергетический уровень. В этом случае атом становится возбужденным. В возбужденном состоянии атом, как правило, находится очень короткое время (порядка 10" -10 с), после чего электрон возвращается на низкий энергетический уровень и атом снова переходит в основное состояние. Если между низшим уровнем энергии и тем уровнем, на котором находится электрон, имеются промежуточные уровни, то указанный переход может совершаться в несколько этапов. [c.32]

Одно и то же твердое вещество в зависимости от условий синтеза может получаться в разных энергетических состояниях, каждому из которых соответствует своя структура. Твердое вещество может иметь в высшей степени большое число энергетических состояний. Поскольку межатомные расстояния и углы между связями могут изменяться в довольно широких пределах, в таких же пределах происходит изменение энергии связи и, следовательно, энергетического состояния вещества, которое зависит от энергии валентных электронов. Но изменение межатомных расстояний и угла между связями только для двух соседних атомов, находящихся в структуре твердого тела, влечет за собой некоторое изменение всех длин и углов связей, вообще некоторое изменение взаимного положения всех атомов данного твердого тела, и, следовательно, имеет своим конечным результатом образование видоизмененной структуры соответствующего вещества. Таким образом, существует в высшей степени большое количество вариантов структуры твердого вещества данного состава. В процессе кристаллизации обычно можно получить только довольно ограниченное число модификаций, отвечающих в данных условиях наиболее бедным энергией состоянием данного вещества. Отвердевание атомных соединений, ведущее к образованию аморфного вещества, в зависимости от условий, в которых оно протекает, позволяет получать то одни, то другие непериодические структуры. Очевидно, существует огромное количество аморфных твердых тел одинакового состава, но разного строения. Это обстоятельство обычно ускользает из поля зрения исследователей. Но более точное изучение строения различных стеклообразных веществ (таких как кварцевое стекло, халькоге-нидные стекла или органическое стекло), а также гелей показало, что несмотря на один и тот же состав отдельные образцы подобных веществ, полученные ири различных условиях, имеют различную структуру. Так, различна структура стекол, полученных при различных температурах и давлениях гели одного и того же состава часто имеют неодинаковую пористую структуру, например неодинаковое распределение по объему геля микро- и макропор ири постоянном соотношении объемов последних. Вообще, варьируя давление и температуру, можно получать твердые вещества одного и того же состава, но различной плотности и, следовательно, различного строения. Кварцевое стекло, полученное иод высоким давлением, приближается по плотности к кварцу. Насколько далеко может заходить ири этом превращение вещества, видно из факта получения таких совершенно непохожих друг на друга модификаций кремнезема, как кварц, тридимит, кристобалит, а также стешовит. Расчеты показывают, что при определенных высоких [c.156]

Термодинамика изучает законы взаимных превращений различных видов энергии, состояния равновесия и их зависимость от различных факторов, а также возможность, направление и предел протекания самопроизвольных процессов. Термодинамика использует свой особый так называемый феноменологический метод подхода к решению тех или иных вопросов. Сущность этого метода состоит в обобщении опытных данных в виде трех законов — начал термодинамики — с их дальнейшим применением к различным вопросам и конкретным условиям без учета детального строения рассматриваемых систем. Особенностью термодинамического метода является его применимость только к системам, состоящим из очень большого числа отдельных частиц, а также определение лишь возможности рассматриваемых процессов. Вопрос о скорости процесса термодинамическим методом также не может быть рассмотрен. [c.55]

Природу водородной связи пытались объяснить по-разному. Если допустить, что атом водорода может быть двухвалентным, то потребуется использование ls-орбитали для одной связи и 2s-или 2р-орбитали для второй связи. Вследствие очень большого различия в энергии состояний Is и 2s или 2р двухвалентность водорода мало вероятна. Вторая гипотеза предполагает существование резонансных структур третья — предлагает рассматривать связь как электростатическую. Все эти три гипотезы были серьезно рассмотрены, и в настоящее время обычно считают, что водородную связь можно удовлетворительно объяснить с точки зрения электростатического взаимодействия. [c.187]

Информация, содержащаяся в диаграммах Оргела, более точно выражается рядом уравнений (они выведены в разд. 10.3), которые связывают энергии различных состояний с величиной Dq лиганда. Для Ni" в октаэдрическом поле энергии ( ) состояний относительно сферического поля выражаются уравнениями (10.10) — (10.12). [c.94]

Ковалентность снижает положительный заряд на ионе металла в результате индуктивного эффекта лигандов. При пониженном положительном заряде радиальная протяженность -орбиталей возрастает, при этом электрон-электронные отталкивания ослабевают и энергия состояния Р снижается, В теории кристаллического поля ковалентность не [c.94]

Двум главным структурообразующим факторам направленной и ненаправленной составляющим связи, соединяющей структурные единицы в строении твердых веществ, отвечают два разных состояния твердого вещества, а именно плотнейшая упаковка при крайне бедном энергией кристаллическом состоянии и разуплотненная структура богатого энергией состояния, по традиции называемого аморфным, т. е. бесструктурным, хотя, как известно, аморфные вещества имеют структуру, которая, так же как и для кристаллических веществ, в конечном счете определяется теми же квантовыми законами. Заметим, что структуру аморфных веществ уже более сорока лет успешно изучают рентгено- и электронографическими, а также нейтронографическими дифракционными методами. В отличие от кристаллических веществ, для которых характерна трехмерная периодичность и симметричность строения, аморфные вещества имеют непериодическую структуру, не подчиняющуюся законам симметрии. [c.160]

Если регистрация спектра проводилась с использованием света, поляризованного в плоскости, перпендикулярной и параллельной тригональной оси, то в первом случае наблюдаются все полосы, кроме полосы при 17 500 см , а во втором—только полосы при 17 500 и 15 300 см . Исходя из того, что расщепления дублетных октаэдрических состояний в симметрии Сз не разрешаются и что энергия состояния ниже, чем отнесите переходы, используя Оз-возбужденные состояния, и обоснуйте проведенное вами отнесение. (Помните, что некоторые дублетные линии представляют собой неразрешенные мультиплеты и поэтому соответствуют более чем одному переходу.) [c.128]

Испускание или поглощение электромагнитного излучения атомами и молекулами приводит к изменению их внутренней энергии. Состояние атома или молекулы с минимально возможной внутренней энергией называется основным, а все остальные состояния — возбужденными. Внутренняя энергия является величиной дискретной (квантовой), поэтому переход атома или молекулы из одного состояния в другое сопровождается всегда скачкообразным изменением энергии, т. е. получением или отдачей порции (кванта) энергии. [c.5]

Здесь 5 —энергия состояния с квантовым числом 5. Уравнение (12.7) согласуется с выведенным ранее выражением для одноэлектронного спина (5,= 2). Из выражения (12.7) следует, что состояние с данным значением спинового магнитного квантового числа 5 взвешено в соответствии с его равновесной заселенностью. Взвешенные величины просуммированы по все.м энергетическим уровням и разделены на общее число уровней, что дает среднюю поляризацию электронных спинов. Если к уравнению (12.7) применить приближение типа А кТ. то. можно представить экспоненту в виде степенного ряда, в котором мы рассмотрим только два первых члена. После алгебраического преобразования получается уравнение [c.168]

Обе МО суть приближенные решения уравнения Шредингера, полученные вариационным методом. Из них одно с более низкой энергией (ф5) отвечает основному, второе ( л) —ближайшему высше.му по энергии состоянию. Рассмотрим подробнее выражения для энергии (21.19а) и (21.196). В них входят так называемые матричные элементы [c.67]

В константу равновесия входит лишь разность пороговых значений энергии, но не сами пороговые значения. Это легко понять исходя из того, что уравнение Больцмана не содержит явно времени, а Н-теорема определяет лишь условия равновесия, но не время его достижения. Изменение порогов реакций и 2 (с сохранением неизменной их разницы Д ) приведет лишь к увеличению или уменьшению скоростей процессов, но никак не скажется на конечном состоянии, которое определяется, вообще говоря, энергетическим равновесием подсистем. Величина АЕ определяется энергией состояний реагентов и продуктов и выступает в качестве "фундаментальной" характеристики системы, определяющей ее состав в [c.30]

Как было показано на примере частицы, находящейся в прямоугольной потенциальной яме, частицы атомного размера не могут иметь любое заданное значение энергии—существует дискретный набор разрешенных значений энергии. Среди них существует некоторое минимальное значение энергии. Соответствующее этому значению энергии состояние называется основным состоянием. Все остальные состояния с более высокими значениями энергии называются возбужденными. Возбужденные состояния отдельной изолированной системы (атома, молекулы) неустойчивы, и рано или поздно происходит переход системы в основное состояние, причем избыточная энергия отдается окружающей среде, чаще всего в виде кванта электромагнитного излучения. [c.15]

Существует теорема Крамере а, согласно которой у систем с четным число.м неспаренных электронов низшее по энергии состояние в нулевом поле соответствует т,з=0, как и показано на рис. П1.8, б для триплетного состояния молекул. Более высокие по энергии состояния из-за электростатического и спин-орбитального взаимодействия могут быть в отличие от случая, представленного на на рис. 1П.8, б, и не вырождены в отсутствие внешнего магнитного поля. Для анизотропных систем с нечетным числом неспаренных электронов при расщеплении в нулевом поле произвольной симметрии всегда существуют по крайней мере дважды вырожденные состояния. Это вырождение, называемое крамерсовским, снимается внешним магнитным полем, как показано на рис. П1.8, б для системы с электронным спином 5=1 и на рис. П1.9 для системы со спином 5 = 3/2. [c.64]

Если двум функциям 4 1 и фа одной системы отвечает одинаковая энергия состояния вырождены), то решением уравнения Шредингера для этой системы является также линейная комбинация фх и фа, т. е. афх Ц- 6 2. Сказанное справедливо не только для двух функций, ио и для большего числа. Линейной комбинацией функций называется сумма их произведений на постоянные коэффициенты, которые могут быть как положительными, так и отрицательными а также и комплексными). [c.35]

Чем меньше величина квантового числа, тем меньше энергия состояния электрона, и поэтому, допуская, что квантовые состояния не вырождены, следует ожидать такого порядка увеличения энергии состояния [c.98]

Когда значение всех интегралов будет подставлено в уравнение для энергий состояний, для симметричного состояния получится [c.152]

Из (1.14) И (1.15) следует, что существует некоторый дискретный набор состояний частицы, каждому из которых соответствует определенное значение энергии. Состояние частицы однозначно задается, если задано число п, которое согласно (1.14) и (1.15) полностью определяет волновую функцию и тем самым все остальные характеристики частицы. Это число называют квантовым числом. [c.9]

Вид этого распределения выводится из простого исходного постулата, согласно которому прн заданных внешних условиях (объем, температура) вероятность состояния частицы есть функция только энергии состояния. Поскольку вероятность одновременно найти частицу 1 в состоянии с энергией К1, а частицу 2 в состоянии с энергией Е2 как вероятность двух независимых событий должна быть равна произведению вероятностей состояний с энергией Е1 и состояния с энергией Щ, т. е. [c.16]

Важное значение для характеристики системы, содержащей большое число частиц, имеет вопрос о заселенности энергетических уровней (число частиц, находящихся на том или ином энергетическом уровне). Так как вероятность нахождения молекулы в разных состояниях различна и падает с увеличением энергии состояния, то высокие уровни, соответствующие большим значениям энергии, могут оказаться практически пустыми. [c.95]

Например, разность энергий состояний терма с J = 3 и J = 4 равна 4/,. [c.69]

Разность энергий между состояниями и в комплексе снижается относительно разности для газообразного иона под влиянием ковалентности, и в результате разность энергий для газообразного иона нельзя использовать в качестве р [в уравнении (10.12)]. Лучше оценивать р для каждого комплекса экспериментально. Уравнение (10.12) можно использовать при таких расчетах, взяв величину Од для перехода и экспериментальную энергию АЕ для перехода А2д Т1 Р). Единственная неизвестная величина, оставшаяся в уравнении (10.12),— это р. Снижение Р служит, помимо всего прочего, мерой ковалентности. Этот эффект носит название нефелауксетического, иногда его выражают с помощью параметра р , показывающего процент снижения энергии состояния в комплексе по сравнению с энергией состояния Р в свободном газообразном ионе [13]. Параметр (3" рассчитывают по уравнению [c.95]

Особо следует подчеркнуть условный характер отнесения состояния атома к определенной конфигурации. И не только конфигурации, но и квантовых чисел I и 8, которые сохраняются весьма приближенно. Так, уже относительно атома гелия нужно вьшснить почему его основному состоянию следует приписать конфигурацию а не, например, 152х. Энергетический интервал между этими конфигурациями настолько велик, что элементарный вариационный расчет не оставляет сомнений. Однако уже для атомов первого ряда переходных элементов дело обстоит значительно сложнее, так как конфигурации и Зй " 4х заметно перекрываются. Для никеля, например, основным состоянием является состояние 3 4х 4. Его энергия всего на 205 см ниже энергии состояния 3 4 /)з. Вычислить энергию атома с такой точностью трудно. Погрешность метода Хартри — Фока (энергия корреляции) на два порядка больше. Решующую роль играет не сама энергия корреляции, а то, насколько сильно она зависит от заполнения внешних оболочек. Как правило, метод Хартри-Фока дает верные конфигурации основных состояний. Но известны и обратные примеры. Так, для атома циркония (7 = 40) [c.183]

Для того чтобы рассчитать энергии состояний (F) и (F), величины р=13818см и Dq = 112> см подставляются в уравнение (10.12), и оно решается относительно Е. Получаются два корня = = 14762 и 3694 см . Поскольку переходом является или (F), полосы поглощения соответствуют разностям [c.432]

В водном растворе Со + образует высокоспиноаый комплекс [Со(Н20)б] (поскольку НаО —лиганд, обладающий сравнительно слабым полем). В водном растворе соли Со + не окисляются кислородом, нэоборот, соли Со + в водной иеде медленно окисляют НаО с выделением Оа и превращаются в соли o +.. Свойства Со + р зко изменяются при добавлении к раствору лиганда с сильным полем, образующего с Со + низкоспиновый комплекс. Поскольку Со + имеет конфигурацию шесть электронов пог/арно располагаются на трех -орбиталях с низкой энергией, состояние Со + становится стабильным, окислители легко переводят Со +в Со + растворы солей Со +, содержащие аммиак, легко окисляются кислородом воздуха, образуя комплексы Со +, например [c.561]

В дезактивации антисимметричного колебания СО. основную роль играют внутримолекул фм[,1е V — У-нроцессы, в которых энергия состояния (001) превращается в эиергню коллективных состояний 1(114)) (03 0) и [(10()),(02"0) , причем первый из них при низких температурах является преобладающим. Вероятность такого процесса составляет 4 - Ю" (841. [c.95]

В равновесных условиях вероятность нахождения атома в каком-либо энергетическом состоянии пропорциональна величине ехр(—Е1кТ), где Е — энергия состояния к — константа Больцмана. Обозначим число частиц, спины которых ориентированы по полю (нижний уровень) Ы-, против поля (верхний уровень) М+. Тогда [c.230]

В водном растворе Со образует высокоспиновый комплекс Со(Н20)б (поскольку НгО-лиганд, обладающий сравнительно слабым полем). Соли Со в водном растворе не окисляются кислородом, наоборот, соли Со в водной среде медленно окисляют НгО с выделением Ог и превращаются в соли Со . Свойства Со резко изменяются при добавлении к раствору лиганда с сильным полем, образующего с Со низкоспиновый комплекс. Поскольку Со имеет конфигурацию Растворы комплексных солей Со , [c.534]

Для каждого твердого вещества мы можем установить как самое бедное энергией состояние Еман, так и самое богатое — макс (рис. 52). мин — это равновесное состояние вещества, которое почти достигается при выращивании его монокристаллов. Обратим внимание на то, что при увеличении размера твердого тела уровень его энергии несколько понижается от мин До Емин, что нам вполне понятно, так как мы знаем о существовании гиперболической зависимости величины удельной поверхности от размеров твердого тела (см. гл. X). макс — самое напряженное метастабильное состояние данного твердого вещества, которое может наблюдаться в данных условиях. Например при плавлении вещество находится в состоянии Ег, которое приближается к Еиакс, при некотором высоком давлении вещество находится в состоянии Ер, еще более близком макс. [c.157]

Энергия, полученная от радиоизлучения, может передаваться спиновой системой окружения, например, в виде фононов решетки, и такой процесс называется, как уже говорилось в гл. I, спин-решеточной релаксацией (Т ). Время жизни т верхнего состояния уменьшается также из-за индуцированного испускания и при этом, как следует из принципа неопределенности бЕАх Н, возрастает неопределенность энергии состояния и происходит уширение линии (рис. 111.10, а, б). Существует, кроме того, механизм спин-спиновой релаксации (Та), определяемый беспорядочным распределением полей ядерных и электрон- [c.65]

Таким образом, разность между теплотой поглощенной системой и работой является для данных начального и конечного состояний величиной постоянной и независящей от пути изменения. В гл. I говорилось о независимости изменения свойств системы от пути ее перехода из одного состояния в другое. Отсюда следует, что разность О —А равна изменению некоторого свойства системы. Это свойство называется внутренней энергией и обозначается буквой и. В каждом состоянии система наряду с определенным объемом, давлением, температурой и т. д. обладает определеннрй внутренней энергией и. Состоянию / свойственна внутренняя энергия состоянию II — внутренняя энергия 11 Таким образом, согласно предыдущему можно написать [c.30]

Учитывая, что сущность периодической системы заключается в электронном строении атомов элементов, многие авторы пытались распределить элементы так, чтобы лучше выявить это строение, например таблица, предложенная Лонгэ-Хнггинсом (табл. 3-10). В этой таблице внимание сосредоточено на порядке заполнения электронных подуровней в зависимости от увеличения энергии состояний. Таблица Лонгэ-Хиггинса удобна, но она не дает ничего принципиально нового по сравнению с длинной формой периодической системы. То, что предлагается так много таблиц, указывает на разнообразие существующих мнений и в то же время на то, как трудно было бы выбрать лучшую. [c.103]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология