Спин параллельные

Для двухэлектронной системы, такой, как атом гелия в состоянии электроны в синглетном состоянии (спины антипараллель-ны) имеют тенденцию к совместному стягиванию, тогда как в триплетном состоянии (спины параллельны) наблюдается об-ратное Этот факт является не результатом действия сил отталкивания между электронами, а следствием требуемого вида волновой функции, учитывающей принцип неразличимости электронов. Для атома гелия, в котором электроны находятся на ненаправленных ч-орбиталях, пространственное распределение электронов следующее для симметричного, или синглеттюго состояния наиболее вероятны три конфигурации — две, в которых один электрон находится ближе, а другой дальше от ядра, и третья, в которой оба электрона находятся одновременно одинаково близко от ядра для антисимметричного, или триплетного состояния наибольшую вероятность имеют только две конфигурации — один электрон находится ближе, а другой дальше от ядра. Так как з-орбитали не содержат угловой зависимости, электронная корреляция (корреляция между положениями электронов) будет только радиальной. Сточки зрения стереохимии интересны волновые функции, которые включают угловую зависимость. В связи с этим ниже более детально будет рассмотрен атом гелия в состоянии з -2р1. [c.201]

Показано, что на трех d-орбиталях находятся три электрона, и в соответствии с первым правилом Хунда (правило о максимальном числе неспаренных электронов) их спины параллельны. Отсюда следует, что за счет трех неспаренных электронов это соединение должно быть парамагнитным, что, конечно, совершенно верно. [c.108]

ВОДОРОДА ПАРА-ОРТО-ПРЕВРА-ЩЕНИЕ (пара-орто-конверсия) — превращение молекул водорода в зависимости от условий из одной формы в другую. Существование двух модификаций молекулярного водорода связано с различной взаимной ориентацией ядерных спинов атомов и, следовательно, с различными значениями вращательных квантовых чисел. В молекулах параводорода (л-На) ядерные спины антипараллельны и вращательные квантовые числа четные. В молек лах ортоводорода (0-Н2) спины параллельны и квантовые числа нечетные. Пара- и ортоводороды имеют разные теплоемкости, теплопроводности упругости пара, температуры плавления и др. На равновесное соотношение между числом орто- и пара-молекул и механизм превращения значительно влияет температура, наличие атомарного водорода, катализатор, природа растворителя и др. Пара-орто-превращение характерно также для дейтерия и трития. Способность молекул водорода к орто-пара-превращению используют для изучения механизма изотопного обмена водорода, гидрирования, каталитического окисления водорода и др. [c.57]

В 1927 г. немецкие ученые У. Гейт-лер и Ф.Лондон провели квантовомеханический расчет взаимодействия атомов водорода при образовании молекулы На-В результате приближенного решения уравнения Шредингера они вывели зависимость потенциальной энергии системы от расстояния между ядрами атомов водорода (рис. 13). При сближении двух атомов электроны с антипараллельными спинами притягиваются одновременно двумя протонами, поэтому потенциальная энергия системы уменьшается (кривая 1). При сближении двух атомов действуют не только силы притяжения, но и силы отталкивания. Два электрона отталкиваются друг от друга, то же наблюдается и для двух протонов. Силы отталкивания начинают преобладать при очень малых расстояниях между атомами. При некотором расстоянии между ядрами энергия системы минимальна. Система становится наиболее устойчивой, возникает химическая связь и образуется молекула водорода. Расстояние между ядрами в молекуле водорода Го (длина связи) равно 0,074 нм. При сближении атомов, у электронов которых спины параллельны, наблюдается только их отталкивание и энергия системы возрастает (кривая 2). Квантовомеханические расчеты показывают, что электронная плотность в системе при взаимодействии двух атомов водорода, имеющих антипараллельные спины электронов, максимальна в области, лежащей между ядрами [c.42]

НОГО И равновесного водорода очень интересны. Они не только показывают, что свойства жидкостей зависят от состояния атомов ядер, но и демонстрируют характер наблюдаемых зависимостей. Из приведенных в табл. 27 данных следует, что параводород кипит при более низких температурах, чем нормальный водород. Теплота испарения жидкого параводорода меньше, а молярный объем больше, чем у нормального водорода. Хотя различия и невелики, они дают основания считать, что взаимосвязь между молекулами параводорода в жидкой фазе слабее, чем между молекулами ортоводорода. По всей вероятности, это вызвано различиями в магнитных взаимодействиях молекул. Магнитные моменты молекул орто- и параводорода отличаются за счет различий суммарных ядерных спинов и вращательных квантовых чисел. Спины протонов в молекулах параводорода антипараллельны. Они компенсируют друг друга и не вносят вклад в магнитный момент молекулы. При низких температурах почти все молекулы параводорода находятся на самом низком вращательном уровне, 7=0, поэтому магнитный момент молекул параводорода равен нулю, т. е. они немагнитны. Магнитный момент молекул ортоводорода всегда отличен от нуля, потому что ядерные спины параллельны и самый низкий вращательный уровень У = 1. [c.220]

При этом энергия электронов со спином, параллельным полю, оказывается меньше, чем у электронов с антипараллельными спинами, и последние стремятся переориентироваться в энергетически более выгодные состояния. Магнитная восприимчивость вещества за счет этого возрастает, и оно начинает проявлять парамагнитные свойства. [c.300]

Следовательно, метод ВС в применении к молекуле Нг указывает на расщепление энергетических уровней. Потенциальная кривая, представляющая зависимость Е от межъядерного расстояния, имеет минимум, если С = С2, и не имеет минимума, если Сг — —Сг. Это значит, что в первом случае сближение ядер до расстояния, отвечающего минимуму потенциальной энергии, ведет к образованию устойчивой молекулы, а во втором случае устойчивое состояние в системе ядер и электронов не возникает. В устойчивом состоянии электроны имеют антипараллельные спины (синглетное состояние), в неустойчивой системе спины параллельны (триплетное состояние). [c.99]

Для решения вопроса о размещении электронов используют правило Ф. Хунда в пределах одного незавершенного подуровня электроны располагаются по одному в свободных АО, ориентируя свои спины параллельно (т. е. по абсолютному значению должно быть максимальным). [c.38]

Рассмотрим, например, два типа различных комплексов, которые может образовывать ион Fe +, который имеет пять -электронов и относится к конфигурации d . В слабом поле лигандов (например, F ) величина Д мала. Если значение А не слишком велико, то эту энергию можно возместить, пространственно отделив электроны один от другого, сохранив их спины параллельными. Поэтому электронам энергетически выгоднее разместиться по одному на каждой из -орбиталей (рис. 29, а), в результате чего образуются высокоспиновые комплексы или комплексы слабого поля. Напротив, в сильном поле лигандов ( N-) величина А настолько велика, [c.158]

Я) если же спины параллельны, т. е. атомы находятся в триплетном состоянии, то энергия взаимодействия будет равна Д (Я). Это означает, что химическая связь в молекуле водорода образуется благодаря движению пары электронов с противоположной ориентацией спинов в поле обоих ядер молекулы. Параллельная ориентация спинов электронов взаимодействующих атомов приводит к их отталкиванию и, следовательно, к невозможности образования химической связи между этими атомами. [c.37]

Об участии атомного водорода в той или иной реакции можно судить по орто- ара-конверсии водорода. В равновесном состоянии водород состоит из 75% ортоводорода (ядерные спины параллельны) и 25% параводорода (ядерные спины антипараллельны). Если в систему ввести только параводород, то его преврашение в реакционной смеси в ортоводород свиде- [c.437]

Используя это соотношение и (110,35), можно вычислить длину рассеяния at для случая рассеяния нейтронов на протонах в триплетном состоянии (спины параллельны) [c.525]

Если при столкновении спины параллельны (триплетное спиновое состояние), то координатная волновая функция должна быть антисимметричной относительно перестановки г, и гг. Поэтому [c.550]

Рассмотрим в качестве примера октаэдрический комплекс. Если число -электронов равно 1, 2 или 3, то в соответствии с правилом Хунда они займут низко лежащие /гй-орбитали по одному электрону на каждой орбитали, сохраняя спины параллельными. Когда число -электронов равно 4 (как у Мп + с конфигурацией 3 ), то четвертый электрон может пойти на низколежащую орбиталь, спаривая спин с находящимся там электроном -(рис. IV.7,а), или, сохраняя спин параллельным спинам остальных -электронов, занять высоколежащую е -орбиталь (рис. IV.7,б). Для реализации первой возможности необходима энергия Р, а для. второй —А. [c.75]

Ядра в атомах также могут иметь спин и, следовательно, вести себя как магниты. Поэтому неспаренные электроны в радикалах взаимодействуют с ядрами. Это влияет на энергию молекулы в целом. Результирующий эффект может быть проиллюстрирован очень наглядно на простом примере атома водо< рода, в котором имеется неспаренный электрон и ядро со спином й/2. И электрон, и ядро могут ориентироваться во внешнем магнитном поле. Благодаря отсутствию квантовых ограничений эти ориентации не зависят друг от друга, и каждый спин может быть либо параллельным, либо антипараллельным полю. Магнитное взаимодействие между протоном и электроном приводит к изменению энергии. Если спины параллельны, энергия повышается, если антипараллельны— понижается. Такое положение соответствует взаимодействию между двумя стержневыми магнитами, расположенными рядом друг с другом, соответственно, параллельно и антипараллельно. При переходе в спектре электронного парамагнитного резонанса ориентация спина электрона обращается, а ориентация спина ядра остается без изменения. Поэтому энергия взаимодействия меняет знак на обратный. Если первоначально протон и электрон имели параллельные спины, взаимодействие между ними уменьшало энергию перехода электронного парамагнитного резонанса если спины были антипараллельны — энергия перехода возрастала. Наблюдая спектр электронного парамагнитного резонанса большого числа [c.100]

Таким образом, разница в энергиях при спине, параллельном магнитному полю ( х) и антипараллельном этому полю [Е , составляет величину [c.201]

Основным видом связи атомов в молекуле является ковалентная связь. Посмотрим, как образуется такая связь на примере двух атомов водорода. Каждый свободный атом имеет по одному электрону на нижнем уровне (15). При сближении атомов между ними начинается взаимодействие. Можно откладывать энергию взаимодёйствия взм этих атомов в зависимости от расстояния между ними (рис. 159). На больших расстояниях атомы независимы друг от друга ( взм =0), но по мере сближения между ними начинают действовать силы притяжения или отталкивания, в зависимости от взаимной ориентации спинов. Если спины параллельны, то электроны находятся в одинаковом состоянии (все четыре квантовых числа равны) и поэтому стремятся возможно дальше находиться друг от-друга в пространстве. Ядра, имеющие одинаковый электрический заряд, отталкиваются друг От друга. Поэтому для сближения атомов надо затратить энергию за счет какого-нибудь дополнительного источника. Энергия взаимодействия атомов растет, когда внешняя сила заставляет их сближаться (пунктирная кривая на рис. 159). Если же спины обоих электронов направлены в равны е/ с т о р о и ы, то они стремятся образовать устойчивую оболочку с суммарным спином, равным нулю, подобную оболочке атома гелия, который также имеет два электрона на уровне 1 2. Образование такой оболочки приводит к появлению сил притяжения между атомами. Энергия системы в этом случае убывает по мере сближения атомов, так что часть ее должна быть отвё- [c.313]

Т. е. оба ядерных противоположные оба ядерных спина спина параллельны ядерные спины антипараллельны полю полю [c.227]

Пожалуй, наиболее ранней попыткой обнаружить присутствие свободных радикалов таким способом было каталитическое превращение смесей орто- и параводорода. В равновесии при комнатной температуре обычный водород состоит из смеси 75% орто-Нг (ядерные спины параллельны) и 25% пара-И2 (ядерные спины антинараллельны). При низких температу- [c.98]

Он характеризует кулоновское отталкивание между электронными плотностями [ / ( )1 , ( ) т,-—плотность в (] электронов и ], находящихся на орбиталях т и г, где т может быть равно или не равно п. Существуют и другие интегралы, которые мы обозначим как Х, , которые имеют нулевое значение, если спгшь электронов спарены, и отличны о г нуля, если спины параллельны. Интегралы К, имеют следующий вид [c.25]

ИХ волновых функций показывают, что вероятность их нахождения в непосредственной близости друг от друга исключительно низка по сравнению со случаем антипараллельных спинов. Таким образо.м. кулоновское отта.ткивание снижается, если спины параллельны, поскольку злектроны пахо.чятся далеко друг от друга. Величина интеграла /С, зависит от то- [c.26]

Учтем, что, поскольку os(— 6 )= os-в-, орбитали с квантовыми числами / и —/ вырождены. Таким образом, согласно теории Хюккеля, я-орбитали циклического полиена kWik являются вырожденными парами, за исключением наинизшей (/ = 0) и наивысшей (/ = к) орбиталей, которые не вырождены. В основных состояниях этих молекул я-орбитали заполнены 2 -электро-нами, по два на каждую орбиталь, причем наинизшие по энергии орбитали заполняются в первую очередь. Если имеются две вырожденные орбитали и только два электрона для их заполнения, то, согласно правилу Гунда (которое было подробно обсуждено в гл. 11), наинизшей энергией будет обладать распределение, в котором на каждой орбитали находится по одному электрону и их спины параллельны, так что образуется триплетное состояние. Таким образом, плоские циклические альтернантные углеводороды для которых к нечетно, как, например, [c.334]

Ортоводород и параводород. Когда атомы, обладающие ядерным спином, образуют двухатомную молекулу, могут возникнуть два типа молекул с параллельными и антипараллельными спинами атомных ядер. На практике такие ситуации возникают при образовании молекул Нг, О2 и СЬ. С увеличением молекулярной массы различия в свойствах этих двух типов молекул уменьшаются, но у водорода эти соединения можно четко разделить. Их называют ортоводородом (0-Н2), если ядерные спины параллельны, и параводородом (п-Нг), если антипараллель-ны. Относительное содержание двух форм в равновесии подчиняется распределению Больцмана, и расчетные значения относительного содержания п-Нг при разных температурах хорошо согласуются с экспериментом (99,82 и 50,41% при 20 и 70 К соответственно). Наиболее существенно отличаются удельные теплоемкости (табл. 5.2), и относительное содержание двух форм определяют по теплопроводности. Используя различия в теплотах адсорбции, эти две формы водорода можно разделить на колонке с оксидом алюминия. [c.267]

Если помечены все края, то соответствующая корреляционная функция снова связана со спин-спиновой корреляцией для компоненты 5 спина, параллельной полю. Если помечены оба конца лишь одной цепи, то корреляционную функцию этих концов можно сопоставить со спин-спиновой корреляционной функцией для компоненты 5 , которая поперечна полю Я. Конечно, читатель может содрогнуться при мысли о рассмотрении продольных и поперечных корреляций в системе векторов, число компонент которых п = 0. Тем не менее этим понятиям можно придать некоторый смысл фактически первые расчеты среднеквадратичного расстояния между концами цепи (Ф) [см. (3.33)] в режиме полуразбавленного раствора были основаны на этих поперечных корреляциях. Однако прямое доказательство, опирающееся на картину блобов (которое было дано в гл. 3) намного проще. [c.322]

Тогда же, в 1925г., Вольфганг Паули (1900—1958) предложил простой, но чрезвычайно важный принцип, получивший название принципа исключения, или принципа Паули. Согласно этому принципу, в атоме не может быть двух электронов с абсолютно одинаковым набором квантовых чисел, т. е. не может быть двух электронов в одинаковом состоянии. Так, в атоме гелия два электрона могут занимать наиболее устойчивую орбиту с п = 1, но, согласно принципу исключения, это может иметь место только в том случае, если спин одного электрона противоположен спину другого. Литий, элемент с атомным номером три, не может иметь трех электронов на орбите с ге = 1, поскольку третий электрон должен был бы ид1еть спин, параллельный спину первого электрона или спину второго электрона, а это не допускается принципом исключения. Атом лития, следовательно, в нормальном состоянии должен иметь 2 электрона на орбите с ге = 1, т. е. на более устойчивой орбите, и один электрон на менее устойчивой орбите с п = 2. [c.153]

Сравнительно простые математические расчеты иллюстрируют, каким образом действует принцип Паули, заставляя электроны удерживаться на максимальном расстоянии друг от друга. Рассмотрим двухэлектронную систему на поимере атома гелия, находящегося в возбужденном состоянии 1з 25 . Электроны в синглетном состоянии (их спины противоположны) притягиваются для электронов в триплетном состоянии (их спины параллельны) [c.296]

Смотреть страницы где упоминается термин Спин параллельные: [c.40] [c.343] [c.40] [c.98] [c.181] [c.52] [c.283] [c.31] [c.311] [c.955] [c.197] [c.334] [c.56] [c.198] [c.162] [c.180] [c.180] [c.141] [c.304] [c.400] [c.48] [c.422]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология