Электроны связанные, состояние

Фтор, хлор, бром, йод — элементы с ярко выраженным неметаллическим характером. Вследствие очень высокой химической активности галогены в природе существуют только в связанном состоянии. Большая реакционная способность обусловлена стремлением атомов галогенов приобрести устойчивую оболочку инертного газа (ns np ). Вместе с тем все галогены (кроме фтора) можно перевести в состояние положительной степени окисления 1, 3, 5, 7. Отсутствие положительных степеней окисления у фтора связано с тем, что химической реакцией невозможно скомпенсировать затраты, необходимые для отрыва электрона от молекулы F2 на отрыв одного электрона от нее требуется энергия, равная 1735 кДж/моль. Она значительно превышает энергию, которая может быть получена в реакциях со фтором. [c.415]

Поглощение излучения в чистых полупроводниках может быть связано с изменением энергетического состояния свободных или связанных электронов. В связи с этим в чистых полупроводниках различают три основных типа поглощения 1) поглощение свободными носителями — поглощение, возникающее вследствие ускорения свободных носителей осциллирующим электромагнитным полем 2) собственное (фундаментальное) поглощение — поглощение, обусловленное возбуждением электронов из валентной зоны в зону проводимости (фундаментальное или собственное поглощение) 3) экситонное поглощение (поглощение, обусловленное возбуждением электронов из валентной зоны) в связанные состояния электрона с дыркой — экситоны. [c.415]

Электронное облако. В качестве модели состояния электрона в атоме принято представление об электронном облаке, которое можно интерпретировать следующим образом. Допустим, что в какой-то момент времени удалось сфотографировать положение электрона в пространстве вокруг ядра. На фотографии это отразится в виде точки. Если повторить такое определение через малые промежутки времени много раз, то фотографии отразят электрон все в новых положениях. При наложении этих фотографий образуется картина, напоминающая облако (рис. 5). Облако окажется наиболее плотным там, где наиболее вероятно нахождение электрона. Облако окажется тем меньше по размеру и плотнее по распределению заряда, чем прочнее электрон связан с ядром. [c.19]

Сущность явления рекомбинации заключается в том, что пролетающий электрон захватывается ионом и переходит в связанное состояние. При акте рекомбинации излучается энергия, равная сумме кинетической энергии электрона и энергии его связи с ионом. Спектр излучения при этом носит сплошной характер. Данный вид излучения плазмы при температурах до 6000 К также не имеет практического значения. [c.233]

Рассмотрим квантовую систему, состоящую из частиц двух видов — легких и тяжелых. Пусть между легкими и тяжелыми частицами действуют силы притяжения, так что вся система находится в связанном состоянии и как целое перемещается в пространстве, совершая поступательное и вращательное движения. Примером такой системы является молекула. В молекуле при не очень больших степенях возбуждения более легкие частицы - электроны - будут двигаться с большими скоростями, чем тяжелые частицы - ядра. Поэтому качественно картину движения можно представить таким образом ядра совершают медленные движения, увлекая при этом за собой электроны, которые в свою очередь, совершая быстрые движения, следуют за ядрами, адиабатически подстраиваясь к каждому новому расположению ядер. [c.47]

Благодаря совпадению при определенных значениях энергий фаз двух волн, проникших сквозь барьеры, возникают связанные состояния (рис. 27). В одномерных молекулах возможна только прыжковая проводимость. Обмениваясь энергией с фононами, электрон перескакивает между состояниями с перекрывающимися орбиталями. Так, с квантовомеханической точки зрения выглядит высокочастотное переключение межатомных связей. [c.97]

Помимо целей химического анализа, применение метода сыграло большую роль в исследовании самых различных свойств вещества. Так, благодаря рентгеновской спектроскопии получены сведения о поведении и свойствах электронов в твердых телах. Именно анализ рентгеновских спектров, обусловленных электронными переходами с глубинных дискретных уровнен атомов на более удаленные орбиты, является наиболее прямым способом для изучения распределения энергетических уровней в валентной и проводящих зонах, дает возможность найти распределение между занятыми и свободными электронными уровнями в твердых телах. При изменении физического или химического состояний вещества наблюдаются небольшие смещения линий в спектрах отдельных элементов, которые позволяют судить о характере и изменении роли электронных орбиталей этих элементов при переходе в химически связанное состояние. Следует отметить, что возможности этого метода для исследования физико-химических свойств твердых тел далеко не исчерпаны и в настоящее время работа в этом направлении продолжается. [c.126]

Если принять за нуль энергию покоящихся разъединенных электрона и ядра, то при > О в снстеме не образуются связанные состояния (атом), т. е. электрон и ядро могут находиться на любом расстоянии друг от друга при этом энергия системы может принимать любые положительные значения (или, как говорят, имеет непрерывный энергетический спектр). [c.30]

Можно было ожидать, что из-за насыщенности спинов валентность бериллия равна нулю. Однако электронные состояния, отвечающие в атоме бериллия главному квантовому числу п=2, не заполнены. Энергия возбуждения электрона из состояния 25 в состояние 2р не столь велика и может быть заимствована из энергии, освобождающейся при образовании химической связи Так возникает возбужденный атом бериллия Ве, т.е Ве (15)2(2з) (2р). Отсюда видно, что Ве имеет ва лентность, равную двум. Такой тип валентности, связан ный с переходом электрона на высшие уровни, называет [c.314]

ЭЛЕКТРОХИМИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ, изучает строение границы раздела полупроводник электролит и ( жз.-хнм. процессы на этой границе. Особенности этих процессов обусловлены наличием двух видов подвижных носителей заряда — электронов зоны проводимости и положительно заряж. дырок валентной зоны. Электроны и дырки участвуют в электродных процессах независимо друг от друга. Объемная конц. носителей заряда в полупроводниках мала по сравнению с металлами (менее 10 см ), поэтому полупроводниковая обкладка двойного электрич. слоя диффузна, значит, часть межфазного скачка потенциала локализована в полупроводнике. Токи обмена в электродных процессах малы, электродные р-ции обычно необратимы в р-циях возможно участие связанных состояний электронов н дырок (экситонов). Для электрохим. кинетики существенны диффуз. ограничения, связанные с доставкой электронов или дырок к границе раздела электрод электро-лит. Для полупроводниковых электродов характерна высокая фоточувствительность, причем поглощенный свет ускоряет преим. анодную р-цию на электронном полупроводнике и катодную — на дырочном. Генерация неравновесных электронов и дырок, возможная при электрохим. р-циях, может привести к хемилюминесценции. [c.706]

При отрицательных значениях полной энергии ( <0) существуют только связанные состояния, т. е. электрон локализован в ограниченной области пространства вблизи ядра. В этом наиболее интересном для химии случае решение уравнения Шредингера приводит к дискретному набору волновых функций и дискретному набору значений энергии, которые определяются уравнением [c.35]

Таким образом, общие и специфические свойства определяются схожестью электронного строения атомов ( в свободном или связанном состоянии), проявляемой в близости радиусов, величин электроотрицательности атомов, в изоморфизме соединений, равенстве и однотипности валентных возможностей атомов и т. д. Индивидуальные свойства — это свойства, присущие только данному атому это результат проявления всех особенностей его электронной структуры, его заряда ядра и всех вытекающих особенностей (энергии, геометрии атомных орбиталей). Электронная структура атома в свободном состоянии индивидуальна, неповторима. Атом занимает определенное место в непрерывном ряду элементов и обладает физической индивидуальностью спектром, атомной массой, набором изотопов и т. д. и т. п. [c.48]

Атом в связанном состоянии уже частично теряет в своей химической индивидуальности так, при образовании химических связей с другими атомами он теряет часть своих валентных электронов (они, например, переходят на молекулярные орбитали в ковалентных молекулах, отходят к другим атомам в ионных кристаллах или обобщаются в металлических сплавах). [c.48]

Электронное строение характеризует распределение электронной плотности атомов в свободном и связанном состоянии. [c.177]

Подавляющее большинство электронов в полупроводниках и диэлектриках находится в связанном состоянии, т. е. не обладает способностью передвигаться в электрическом поле. Поэтому концентрация носителей заряда в этих веществах во много раз ниже, чем концентрация атомов твердого тела и при комнатной температуре составляет от 10 до 10 частиц в 1 сл . [c.11]

В этом разделе мы рассмотрим причины реакционной способности электронно-возбужденных состояний, связанные с особенностями распределения электронов в возбужденных частицах. Как мы уже видели в разд. 5.2, столкновительная передача энергии может быть эффективной только в адиабатических процессах, протекающих по непрерывной потенциальной поверхности, которая связывает реагенты с продуктами. Говорят, что в этом случае реагенты и продукты коррелируют. Наиболее важны правила корреляции электронного спина. Так как квантовое число S является достаточным для описания систем, то общий электронный спин сохраняется. Такое утверждение не согласуется с представлениями о том, что триплетное состояние сенсибилизатора, подобного бензофенону, возбуждает триплет акцептора, хотя энергетика системы также может определять преимущественное образование триплета по сравнению с синглетом (см. разд. 5.6). Аналогичные доводы применимы к сохранению спина в таких реакциях, как присоединение, отщепление или обмен, в которых происходят химические изменения. По этому правилу нельзя сказать, будет ли протекать реакция, а только можно сказать, пе запрещена ли она законами квантовой механики. Адиабатической реакции могут препятствовать другие факторы, такие, как высокая энергия активации или чрезмерные геометрические искажения. При дальнейшем изложении материала в этом разделе всегда будут иметься в виду правила, разрешающие реакцию, но не определяющие ее вероятность [c.155]

Н. Н. Боголюбовым. Находящиеся вблизи поверхности Ферми электроны в металлах могут образовывать попарно связанные состояния. Эти пары при низких температурах претерпевают конденсацию в пространстве импульсов, что ведет к возникновению сверхтекучести. Но сверхтекучесть таких систем проявляется как сверхпроводимость, так как частицы системы имеют электрический заряд. Очень интересен вопрос, являются ли сверхтекучесть гелия и и сверхпроводимость электронной плазмы в металлах единственными квантово-когерентными состояниями жидкостей. (Электронная плазма в металлах напоминает жидкость.) Вполне вероятно, что сверхтекучесть и сверхпроводимость во вселенной распространены более широко. Они могут встречаться в больших сгустках ядерной материи, которые, в сущности, тоже представляют собой жидкие системы. Например, в нейтронных звездах. Этим проблемам посвящены статьи [c.248]

Таким образом, в молекуле N2 заканчивается заселение связевых орбиталей внешнего молекулярного слоя, что напоминает ситуацию, складывающуюся для атома неона. Это не может не отразиться на повышенной величине энергии связи электронов в N2. Недаром молекулярный азот, так же как и аргон и неон, скопился в земной атмосфере в свободном виде и долго не поддавался промышленному использованию искусственное расщепление молекул атмос рного азота на атомы и фиксация их в связанное состояние ( в виде молекул аммиака или окиси азота), осуществляемое химической промышленностью, удалось лишь в начале текущего столетия. [c.265]

Пространственная разделенность электронных состояний заключается в том, что электронные облака различных оболочек локализованы в разных областях пространства и сравнительно мало перекрываются. Пространственное разделение обусловлено двумя причинами. 1) принципом Паули, согласно которому на одной пространственной орбитали может находиться не более двух электронов с противоположными спинами, а следовательно, при последовательном заселении уровней электроны должны располагаться на все новых орбиталях 2) конкретным видом самосогласованного потенциала, который определяет вид пространственной орбитали. Действительно, сравним трт сферически симметричных потенциала - потенциал сферически симметричной прямоугольной потенщ1альной ямы с бесконечными стенками, кулоновский потенциал и хартри-фоковский потенциал какого-нибудь атома, например атома натрия. 1 адраты радиальных волновых функций, соответствующих нескольким первым связанным -состояниям в этих потенциалах, изображены на рис. 19, а, б, в. Видно, что в случае постоянного потенциала, который имеет место внутри прямоугольной потенциальной ямы, нельзя вьщелить такую область пространства, в которой было бы локализовано только одно состояние — в любой области пространства примерно одинаковую плотность будут иметь много разных состояний. В случае куло- [c.277]

По зонной теории (см. ниже) экситон — связанное состояние двух квазичастиц — электрона и дырки. Экситон не может быть квалифицирован как локализованная квазичастица или как коллективное возбуждение. [c.77]

Наиболее простым дефектом является примесный атом пятой или третьей группы таблицы Менделеева, Рассмотрим, например, атом мышьяка в германии. Мышьяк имеет пять валентных электронов. Для реализации ковалентной связи с ближайшими соседними атомами кремния требуется четыре электрона пятый электрон связан положительным зарядом иона. В этом связанном состоянии электрон обладает более низкой энергией, чем электрон, находящийся в зоне проводимости. При высокой температуре под влиянием тепловых колебаний связанный электрон может отрываться от иона мышьяка и перемещаться как свободный электрон иными словами, электрон может перейти в зону проводимости. Такого рода примеси или дефекты кристаллической решетки называют донорами. В основном состоянии они нейтральны, а при возбуждении дают положительно заряженный ион и один свободный электрон. [c.239]

При прямом переходе волновые векторы рождающихся электрона и дырки кц и кр) должны быть равны по величине и противоположно направлены. Но если электрон и дырка находятся в связанном состоянии, они должны двигаться вместе в одном направлении, а не в противоположных. Два эти условия могут быть соблюдены, если кп = кр = 0. Поэтому энергия образовавшегося экситона строго дискретна, и мы получаем линейчатый спектр экситонного поглощения. При этом имеется конечная вероятность [c.422]

Если разнипа энергий двух электронов имеет порядок то эти электроны могут испытывать эффективное притяжение и образовывать связанное состояние пары электронов. Купер, рассмотрев задачу о двух электронах с энергиями выще энергии Ферми, показал, что, каким бы слабым ни было эффективное притяжение между электронами, связанное состояние пары существует, и энергия связанной пары меньще энергии Ферми [c.307]

Причиной больших вариаций в энергиях разрыва связей в молекулах И. И. Семенов считает свойства свободных радика- лов, особенно распределение электронной плотности радикалов в свободном и связанном состояниях. При переходе от связанного радикала к свободному происходит перераспределение электронных плотностей и изменение энергии сопряжения свободных электронов. Перетягизание свободных электронов внутрь частиц, где они используются на усиление внутренних связей, приводит к наибольшим энергетическим эффектам и к появлению наименее активных радикалов [212]. [c.40]

Отпет. Лтомы объединяются в молекулы данного состава, если при этом достигается энергетически более вьподное состояние, чем системы с изолированными атомами. Молекула имеет определенное строение, так как именно такое пространственное расположение атомов отвечает наименьшей энергии системы химически связанных атомов. Выделение энергии при образовании из атомов молекул определяется тем, что электростатическое взаимодействие ядер и электронов, связанных н молекулы, оказывается сильнее, чем в системе изолированных атомов. [c.62]

Получение газообразной среды, в которой отсутствуют атомы и которая состоит из ионов и электронов — плазмы, не означает конец ионизации, поскольку часть электронов еще находится в связанном состоянии в ионах. Электропроводность определяется в основном легкими частицами — электронами, поэтому по мере ионизации увеличивается электропроводность плазмы и тем самым уменьшается способность ее генерировать тепло. Практически термин плазма применяется для газообразного состояния с того момента, когда газ начинает обладать ощутимой электропроводностью, т. е. теряет свои диэлектрические свойства. М. Тринг предложил считать этой границей степень ионизации, равную 0,01. [c.229]

Энергия ионизации приблизительно равна по значению и об-ратна по знаку той энергии, кото юй обладает наиболее слаСю связанный электрон атома (или иона), находящегося в основном состоянии. Поэтому для выяснения закономерностей, характерных для энергии ионизации, необходимо рассмотреть факторы, определяющие энергию электронов в атомах. Если бы в атоме кроме рассматриваемого электрона других электронов не было, то энергия данного электрона в соответствии с уравнением (1.33) зависела бы только от заряда ядра 2 и главного квантового числа я. Чем больше 2 и меньше п, тем ниже лежит энергетический уровень в одноэлектронной системе и тем более прочно электрон связан с ядром. Наличие других электронов в атоме, кроме рассматриваемого, вносит значительные изменения в эту простую зависимость. Особенности влияния электронов можно объяснить, используя два понятия экранированы заряда ядра и эффект проникновения электронов к ядру. [c.45]

Число электронов наружной оболочки и энергия связи их с ядром определяют химические свойства атомов. Так, три электрона лития неравноценны. Один из этих электронов связан с ядром атома слабее двух других, так как расположен дальше от ядра, чем первые два электрона. Этот электрон участвует в образовании химической связи поэтому называется валентным. Числом электронов наружной оболочки определяются валентные состояния, характерные для данного элемента, типы его соединений — гидридов, окислов, гидратов солей и т. д. Это можно проследить на любой группе элементов периодической системы. Известно, что в наружных оболочках атома азота, фосфора, мышьяка, сурьмы, висмута находится по пять электронов. Этим определяются их одинаковые, валентные состояния (—3, +3, +5), однотипность гидридов ЭНз,, окислов Э2О3 и ЭаОз и т. д. и, ггаконец, то, что все указанные эле-, менты находятся в одной группе периодической системы. [c.18]

Горизонтальными аналогами выступают чаще всего атомы в связанном состоянии, но особенно такие примеры многочисленны у 4/-элементов, где близость свойств определяется одинаковой степенью окисления (например, +3), близостью радиусов атомов и ионов, а также у ( -элементов, особенно в степени окисления, равной +2, когда используются только электроны п5-уровня и не затрагиваются (п—1) (-электроны. Такие соединения многих элементов одной ( -серии оказываются изоморфными . Например, V, Сг, Мп, Ре, Со, N1 образуют изоморфные сульфаты состава МеЗОа-УНзО, а также изоморфные двойные сульфаты Ме"К2(5О4)2-6Н20, а в степени окисления +3 они образуют изоморфную группу квасцов МеК(ЗО з-12 НаО. [c.47]

Таким образом, общие и специфические свойства определяются схол<естью электронного строения атомов (в свободном или связанном состоянии), проявляющейся в близости радиусов, величщ электроотрицательности атомов, в изоморфизме соединении, равенстве и однотипности валентных возможностей атомов и т. д. Индивиду- [c.67]

Для обоснования некоторой предпочтительности скошенной конформации была предложена следующая модель [12]. Внутримолекулярные силы, действующие между непосредственно не связанными атомами или группами, можно уподобить взаимодействию соответствующих атомов, не связанных в одной молекуле. Так, например, взаимодействие между двумя атомами фтора в 1,2-дифторэтане сравнивается в рассматриваемой модели с ван-дер-ваальсовым взаимодействием двух атомов неона — благородного газа, соседа фтора по Пе-)иодической системе элементов. Почему именно с неоном 1отому, что он близок к фтору по объему, а в связанном состоянии фтор имеет электронную оболочку неона. Взаимодействие между двумя атомами хлора приравнивается соответственно к взаимодействию двух атомов аргона, между двумя атомами брома — к взаимодействию двух атомов криптона, между двумя атомами иода — к взаимодействию двух атомов ксенона. На основе этой модели был проведен расчет энергий ряда галогенпроизводных дополнительно учитывалось и электростатическое взаимодействие. Результаты расчета оказались близкими к тем данным, которые получены из эксперимента. [c.238]

Нагревание расплава сопровождается перестройкой ближнего порядка в сторону более плотной структуры и металлизацией связей. Температурный интервал, в котором происходят эти изменения, зависит от прочности сил, обусловливающих рыхлую упаковку атомов в твердом состоянии. Он наибольший у алмаза, кремния и германия. Атомы этих элементов имеют внешнюю электронную конфигурацию П5 р . Их электроотрицательность настолько значительна, что при формировании кристаллических структур тенденция к образованию ковалентных связей путем спаривания электронов в состоянии гибридизации преобладает над стремлением к отделению электронов. Алмаз, кремний и германий образуют тетраэдрическую решетку, в которой каждый атом ковалентно связан с четырьмя ближайшрши соседями. [c.182]

Вырожденные критические точки энергетической гиперповерхности играют важную роль в анализе эффектов вклада колебательной энергии в полную энергию молекулы. Недавно отмечалось [171—173], что существование молекулы 1HI в значительной степени определяется колебательной стабилизацией и дестабилизацией в различных доменах соответствующего пространства ядерных конфигураций. Хотя на борн-оппенгеймеровской поверхности потенциальной энергии основного электронного состояния IH1 не существует истинного невырожденного минимума (только вырожденные минимумы при бесконечно разделенных ядрах), тем не менее уменьшение энергии нулевых колебаний в окрестности седловой точки гиперповерхности приводит к связанному состоянию в этой окрестности. При учете компонент колебательной энергии аналогичные химические структуры, не отвечающие истинным минимумам ППЭ, стабильные молекулы или структуры переходных состояний могут возникать в доменах, где качественные характеристики гиперповерхностей потенциальной энергии не указывают на их наличие. Существование таких структур может быть исследовано при использовании топологических методов [174]. Предполагая, что в топологической модели вклад колебательной энергии в полную энергию может быть включен непрерывно, все фундаментальные изменения структуры бассейновой области ядерного конфигурационного пространства могут быть выявлены путем контроля наличия вырожденных критических точек J174]. Гиперповерхность по- [c.109]