Электрон, заряд магнитные моменты

Нейтрон не имеет электрического заряда, но обладает магнитным моментом, поэтому он взаимодействует со спиновыми магнитными моментами не-спаренных электронов. Результирующий магнитный момент пары электронов равен нулю. [c.154]

Хорошо известно, что водород занимает исключительное положение в периодической таблице. Он является первым членом первой группы, в которую входят также литий, натрий, калий, рубидий и цезий, ils различных свойств химических элементов, которым посвящена гл. V, здесь рассматривается только способность атомов терять электрон и превращаться в положительные ионы Н, ЬГ, Na, К, Rb и s. Катноны элементов первой группы являются достаточно стабильными в растворителях, препятствующих соединению их с такими анионами, как F, СГ, Вг и J. Атомы всех элементов первой группы содержат один электрон, свойства которого резко отличаются от остальных этот электрон обусловливает химическое поведение и оптические свойства элемента. Остальная часть атома щелочного металла состоит из ядра с зарядом -fZe, где Z — целое число, и Z — 1 электронов, суммарный магнитный момент которых равен нулю. Можно считать, что они занимают замкнутые электронные оболочки. Таким образом, нет ничего необычного в том факте, что спектры щелочных металлов напоминают спектр атома водорода, хотя эти спектры и обладают рядом существенных отличий. [c.123]

Античастицы — пары элементарных частиц, имеющих совершенно одинаковые массы, спины, продолжительность жизни, а также равноценные по абсолютной величине, но противоположные по знаку внутренние характеристики (электрический заряд, магнитный момент и др.). Примерами А. являются, например, электрон и позитрон. [c.32]

Главными средствами исследования электромагнитных свойств ядер являются рассеяние электронов и реакции под действием реальных фотонов. С их помощью измеряются распределения заряда, магнитного момента и токов без ссылки на какую-либо конкретную модель информация получается "чистой" благодаря малости константы связи а = = 1/137. В низшем порядке по [c.296]

Друде [46] показал, что когда заряд движется вдоль спирали, его поступательное перемещение вызывает появление электрического дипольного момента, тогда как вращательное движение приводит к возникновению магнитного дипольного момента. В зависимости от правого или левого направления спиральной траектории, электрический и дипольный моменты могут быть параллельными или антипараллельными. Квантовая теория оптической активности позволяет расширить эти представления и объяснить происхождение вращательной способности электронных переходов, имеющих параллельные или антипараллельные электронные и магнитные моменты перехода. [c.167]

В ГЛ. 1 сформулировано правило, согласно которому электронные пары стремятся расположиться так, чтобы они были максимально удалены друг от друга. Обоснованием этого правила служит принцип Паули — основной принцип, описывающий поведение электронов, которое зависит от важного свойства электрона, называемого спином. Кроме таких характеристик, как масса и заряд, электроны имеют еще магнитные свойства, а именно магнитный момент, который может приобретать только два значения, равных по величине, но противоположных по знаку. Возникновение магнитного момента можно себе представить как результат вращения электрона относительно собственной оси, причем вращение может быть как по часовой, так и против часовой стрелки. Следовательно, движущийся электрический заряд в форме электрона порождает магнитный момент с двумя противоположными ориентациями. [c.36]

Магнитные свойства любого вещества обусловлены наличием элементарных носителей магнетизма — двигающихся внутри атома электронов, а также от совместного действия этих электронов в микрообъеме вещества. Электроны в атоме (или ионе) совершают орбитальное движение около ядра. Поскольку электроны несут заряд, это движение приводит к образованию электрического тока и возникновению орбитального магнитного момента электрона. Следовательно, одной из составляющих магнитного момента атома является вектор, равный сумме моментов, возникающих в результате орбитального движения отдельных электронов. Другая, более значительная составляющая магнитного момента атома обусловлена спином электронов. Спиновый магнитный момент — это момент, которым обладает электрон, рассматриваемый как маленькая заряженная сфера, вра щающаяся вокруг своей оси. Вторая составляющая магнитного момента атома равна векторной сумме спинов отдельных электронов. Необходимо отметить [1], что, согласно квантовой механике, направление спина отдельного электрона может быть либо параллельно, либо антипараллельно направлению магнитного поля. Промежуточного положения спина быть не может. [c.7]

Экспериментальная величина магнитного момента электрона оказалась равной магнетону Бора, но магнитный момент протона оказался в 2,7935 раза больше ядерного магнетона. Кроме того, было обнаружено, что магнитным моментом обладает и нейтрон, несмотря на отсутствие у него электрического заряда магнитный момент нейтрона в 1,9135 раза больше ядерного магнетона, а по знаку противоположен моменту протона. Таким образом, магнитные моменты протона и нейтрона являются аномальными. Эта аномалия связана с внутренними свойствами нуклонов, в частности, с возможностью взаимопревращения протонов и нейтронов, [c.28]

Согласно принципу исключения Паули (1925), на орбитали может находиться не больше двух электронов, которые должны иметь противоположные спины. Спином называется свойство электрона вращаться вокруг своей собственной оси в одном или в другом направлении. Благодаря этому вращению (и наличию электрических зарядов) электроны имеют магнитные моменты (спиновые), т. е. они ориентируются в магнитном поле либо в направлении поля, либо в противоположном направлении. Два электрона с противоположными спинами (11), занимающие одну и ту же орбиталь, имеют одинаковые квантовые числа п, I и т, но отличаются своими спиновыми квантовыми [c.82]

Некоторый дополнительный магнитный момент дает движение ядра. Однако он. мал по сравнению, напрпмер, с магнитным моментом электрона в его низшем состоянии в атоме водорода (т. е. с боровским магнетоном), так как ядро обладает таким же зарядом, как электрон, и сходной по размеру траекторией, но имеет значительно меньшую скорость. О малой величине дополнительного момента, даваемого ядром, можно также заключить, рассматривая уравнение (2) гл. VI, которое справедливо и для ядерного движения, если заменить I квантовым числом вращения ядра / и подставить вместо т приведенную массу ядра. Хотя / в среднем может оказаться больше, чем /, приведенная масса настолько больше массы электрона, что магнитный момент, обусловленный движением ядра, всегда мал. [c.276]

Помимо заряда и спина каждый электрон характеризуется магнитным моментом Не, модуль которого определяется выражением [c.14]

Если ядро с квадрупольным электрическим моментом (ядерный спин 7 1 см. разд. 7.2 и рис. 7.1) находится в неоднородном электрическом поле, являющемся следствием асимметрии электронного распределения, то может возникнуть градиент электрического поля (см. ниже). Квадрупольное ядро будет взаимодействовать с этим градиентом электрического поля в различной степени в зависимости от различных возможных ориентаций эллиптического квадрупольного ядра. Поскольку квадрупольный момент возникает в результате несимметричного распределения электрического заряда в ядре, нас будет больше интересовать электрический квадрупольный момент, нежели магнитный момент. Число разрешенных ядерных ориентаций определяется ядерным магнитным квантовым числом т, которое принимает значения от -(- / до — 1 (всего 27 -Ь 1). Низший по энергии уровень квадруполя соответствует ориентации, для которой наибольшая величина положительного ядерного заряда располагается ближе всего к наибольшей плотности отрицательного заряда в электронном окружении. Разности энергий различных ориентаций не очень велики, и при комнатной температуре в группе молекул существует распределение ориентаций. Если электронное окружение ядра является сферическим (как в С1 ), то все ядерные ориентации эквивалентны и соответствующие энергетические состояния квадруполя вырождены. Если сферическим является ядро (/ = О или 1/2), то энергетических состояний квадруполя не существует. В спектроскопии ЯКР мы изучаем разности энергий невырожденных ядерных ориентаций. Эти разности энергии обычно соответствуют радиочастотному диапазону спектра, т.е. от 0,1 до 700 МГц. [c.260]

Спин-орбитальная связь. Спин-орбитальная связь появляется в результате взаимодействия снинового магнитного момента электрона с магнитным полем, возникающим в результате орбитального движения электрона. Рассмотрим круговое движение электрона по орбитали с радиусом г вокруг ядра с зарядом 2е. В системе координат, связанной с электроном, вращается ядро со скоростью, равной скорости вращения электрона, но только в противополож- [c.228]

Атомные ядра и электроны, имея определенный электрический заряд, могут обладать и некоторым магнитным моментом, причем у ядра он примерно на три порядка меньше, чем у электрона. Молекула как система, состоящая из этих заряженных частиц, также может -характеризоваться вектором магнитного момента, который связан главным образом с орбитальным и спиновым движениями электронов. Еще одной характеристикой молекулы является тензор магнитной восприимчивости. Этими свойствами и определяются явления, происходящие при нахождении молекулы в магнитном поле. К важнейшим физическим методам исследования, связанным с изучением результатов взаимодействия молекул вещества с постоянным и переменным внешними магнитными полями, относятся методы радиоспектроскопии ЯМР и ЭПР. [c.6]

Спин электрона и магнитные свойства вещества. Если магнит, на концах которого находятся магнитные заряды , равные q, поместить в магнитное поле, то на него будет действовать пара сил, стремящаяся расположить магнит вдоль силовых линий магнитного поля (рис. 170). Момент сил, поворачивающих магнит, равен [c.297]

Спины электронов, находящихся на одной атомной или молекулярной орбитали, суммируются и взаимно компенсируются. Поэтому валентно-насыщенные частицы не обладают магнитным моментом, обусловленным спином электронов. Тем не менее они взаимодействуют с магнитным полем, хотя и существенно слабее, чем парамагнитные частицы. Это взаимодействие обусловлено действием внешнего магнитного поля на электронные оболочки, т. е. на движущиеся электрические заряды. В результате действий магнитного поля движение электронов искажается, возникает некоторая намагниченность, пропорциональная напряженности приложенного поля и направленная навстречу полю. Тем самым внешнее поле как бы ослабляется. В частности, это приводит к некоторому выталкиванию вещества из магнитного поля, т, е, этим эффектом обусловлен диамагнетизм веществ, построенных из валентно-насыщенных частиц. Естественно, что диамагнетизм присущ и парамагнитным частицам, поскольку они практически всегда наряду с неспаренными электронами имеют и спаренные электроны. Однако в связи с тем что диамагнитные эффекты существенно слабее парамагнитных, в целом частицы не слишком большого размера, обладающие собственным магнитным моментом электронной природы, проявляют парамагнитные свойства. [c.91]

Ядерный магнитный резонанс. Ядра атомов обладают механическим моментом количества движения. Благодаря наличию заряда в ядре это вращение вызывает появление магнитного момента отношение магнитного момента к механическому называется гиромагнитным отношением. Ядра, имеющие магнитный момент, ведут себя в магнитном поле аналогично маленьким магнитам, и, следовательно, при этом должно происходить расщепление энергетических уровней. Магнитные моменты ядер невелики, они гораздо меньше магнитных моментов электронов. У водорода (протона) и фтора магнитные моменты ядер больше, чем у других элементов, и поэтому исследования ЯМР часто проводят, изучая поведение ядер водорода или фтора в различных соединениях. Явление ядерного магнитного резонанса позволило сделать очень важные выводы относительно структуры молекул, взаимного влияния атомов в молекуле, действия растворителя на растворенное вещество и т. д. Этот метод относится к самым тонким средствам исследования структуры молекул. [c.65]

Позитрон (обозначается символом е+, р+) — устойчивая элементарная частица, самая легкая, с массой покоя 9,109-10 кг и положительным электрическим зарядом 1,602-И) Кл. Позитрон является античастицей электрона их массы покоя и спины равны, а электрические заряды и магнитные моменты равны по абсолютной величине, но противоположны по знаку. [c.91]

Движение электрического заряда (электрона) по замкнутой орбите вызывает возникновение магнитного поля. Состояние электрона, обусловленное орбитальным магнитным моментом электрона ( в результате его движения по орбите), характеризуется третьим квантовым числом — магнитным т.1. Это квантовое число характеризует ориентацию орбитали в пространстве,, выражая проекцию орбитального момента количества движения на направление магнитного поля. [c.47]

Катионы шелочных и щелочноземельных металлов координируют (связывают) молекулы воды в гидраты преимущественно посредством электростатического ион-дипольного взаимодействия. Последнее зависит от заряда и радиуса катиона, его массы и магнитного момента, дипольного момента воды, поляризации иона и воды и от кинетических параметров (импульс, момент количества движения и др.). Между катионами переходных металлов и молекулами воды возникает, благодаря наличию вакантных атомных орбиталей у катионов и неподеленных пар электронов молекулы воды, донорно-акцепторная связь. Часто электростатический и донорно-акцепторный вид связи в гидрате катиона проявляется совместно. [c.414]

Магнитное квантовое число гп1 определяет ориентацию подуровня в пространстве, которая не может быть произвольной. Электрон, как всякий электрический заряд, движущийся по замкнутому контуру, имеет собственный орбитальный магнитный момент. Величина проекции этого момента на одну любую ось координат во внешнем магнитном поле принимает определенные квантованные значения, которые и характеризуют расположение подуровня в пространстве. Каждый подуровень в уровне имеет столько вариантов ориентации, сколько значений имеет тл Для каждого подуровня с определенным значением I ГП1 имеет (2/+1) значений от +/ через О до —I. [c.31]

Измерение ядерного магнитного резонанса (ЯМР) — метод анализа, основанный на резонансном поглощении электромагнитных волн веществом, помещенным в постоянное магнитное поле. Ядерный магнитный резонанс использует явление ядерного магнетизма. Атомные ядра многих химических элементов имеют определенный момент количества движения, т. е. вращаются вокруг собственной оси (спин ядра). Спин ядра аналогичен спину электрона. Магнитный момент возникает потому, что каждое ядро имеет электрический заряд. Для наблюдения ЯМР ампулу, содержащую анализируемое вещество, помещают в катушку радиочастотного генератора. Образец может быть жидким, твердым или газообразным. Катушку с ампулой помещают в зазоре магнита перпендикулярно направлению магнитного поля Ни- Генератор создает на катушке слабое переменное магнитное поле Нх- Резонанс наступает при условии ф=фо= У о, где ф — скорость вращающегося поля Нх, фо — скорость прецессии ядер в поле На, 7 — гиромагнитное отношение у = т1Р (т — магнитный момент ядра атома, Р — момент количества движения ядра). При выполнении условия приемник регистрирует небольшое изменение напряжения на рабочем контуре в виде сигнала в форме гауссовой кривой. Кривая характеризуется высотой сигнала и шириной кривой (полосы), [c.452]

Одновременно наличие у частицы (электрон, ядро) электрического заряда и не равного нулю момента импульса означает, что частица обладает магнитным моментом и в постоянном магнитном поле с магнитной индукцией В в зависимости от ориентации спина будет обладать различной энергией. Связанная с нахождением [c.38]

Известно, что за образование химической связи, а равно и за ое преобразование в процессе химической реакции ответственны ня-лентные электроны атомов. Известно также, что одним из очень существенных свойств электрона является спин, или момент вращательного движения электрона, наглядно моделируемый обычно посредством маленького заряженного волчка. Но с вращательным движением заряда всегда связан замкнутый ток, образующий магнит, И, действительно, спину электрона соответствует магнитный момент, равный 0,9273-10 ° эрг-гаусс . Заслуга советских ученых состоит в том, что они нашли разгадку парадокса слабые магнитные воздействия, ничтожные по энергии, оказывают могучее влияние на химические реакции, изменяя спины неспаренных валентных электронов у атомов, входящих в свободный радикал пли ион-радя-кал, и снимая спиновые запреты. Это и открывает новые возможности управления химическими процессами не на энергетической, а на спиновой основе. [c.165]

Статистическое распределение зарядовых плотностей электронов, подчиняющихся законам квантовой механики и двигающихся в атоме с неимоверной быстротой, определяется центральными силами притяжения их к положительно заряженному ядру, взаимными их отталкиваниями, завися-шими от одноименности отрицательных электронных зарядов, магнитными взаимодействиями, а также корреляцией электронных движений. Большое значение имеет при этом также скорость движений электронов и, в частности, центробежные силы, порождаемые большими орбитальными вращательными моментами имеют влияние и релативистские возрастания электронных масс, которые появляются при скоростях движения электронов, приближающихся к скорости света. [c.8]

Если имеется система частиц с одинаковыми зарядами и одинаковыми массами (д = д и т= т для любого /), например система электронов, то магнитный момент будет пропорционален полному угловому моменту этой системы ц = (д/2тс)Ь,. Обычно коэффициент пропорциональности ц= / 2тс называют магнетоном для соответствующей частицы и записывают указанное соотношение в виде х = signg (ц / Й)Ь. В частном случае системы электронов абсолютная величина коэффициента пропорциональности = еЬ 2тс носит название магнетона Бора (д = -е). Если бы использовалась атомная система единиц, то для магнетона Бора получилось бы выражение = 1/2с, причем в этой системе с = 137,036. [c.127]

ОН находится в центре, а ядро (вместе с электронами остова) движется по некоторой орбите вокруг электрона. Поскольку ядро и остов ймеют электрический заряд, электрон окружен электрическим контуром, как в случае, если бы он находился в центре витка проволоки, по которой течет ток. Этот ток обусловливает появление магнитного поля, которое в том месте, где находится электрон, перпендикулярно к плоскости орбиты. Но электрон имеет магнитный момент, параллельный оси спина, и его энергия изменяется в зависимости от относительных направлений спинового магнитного момента и магнитного поля, обусловленного орбитальным движением см. уравнение (Г-8) на стр. 199 . Поэтому энергия атома должна зависеть в некоторой степени от относительных ориентаций осей спина и орбитального углового момента электронов в атоме. Это спин-орбитальное взаимодействие расщепляет больпгинство мультиплетных состояний атомов на несколько уровней энергии, расположенных очень близко один от другого, и является ответственным за возникновение так называемой тонкой структуры атомных спектров. [c.266]

Поскольку протоны обладают спином и зарядом, они, как и электроны, имеют магнитный момент, но у ядер он примерно в 2000-раз меньше, чем у электронов. В магнитном поле ядро со спином 1/2 может находиться в двух состояниях в одном из них магнитный момент направлен параллельно полю, а в другом — антипараллельно. Антипараллельное расположение магнитного момента отвечает более высокоэнергетическому состоянию ядра. Переориентация магнитного момента ядра от параллельного к антипараллель-ному сопровождается резонансным поглощением электромагнитной. энергии. В магнитном поле напряженностью несколько сотен миллитесел (несколько тысяч гаусс) резонансное поглощение ядер происходит в радиодиапазоне электромагнитных колебаний это [c.174]

Результаты проведенной работы показали, что наблюдаемый парамагнетизм есть следствие возникновения комплексов с переносом заряда (электрона), причем за время электронного перехода ориентация ядерного спина не изменяется, Цроисходит резонансное поглощение энергии переменного электролшгнктного поля системой элементарных частиц, которое индуцирует перехода между энергетическими уровнями, обусловленными различной пространственной ориентацией магнитного момента электрона. [c.52]

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]

За единицу измерения магнитного момента принята величина М/4лт = о=9,17 10 21 гаусс1см , называемая магнетоном Бора, где е — заряд электрона, т — его масса, к — постоянная Планка. Магнетон Бора равен магнитному орбитальному моменту, р-электрона. [c.341]

Ионы [Мп(С.М)б] и [MnFej , несмотря на равное число электронов на d-подуровне, одинаковые заряд иона и координационное число, различаются магнитными свойствами. Магнитный момент Мп в ионе [Mn( N)6j примерно в 1,7 раза меньше магнитного момента в ионе [MnFgJ . Такое понижение магнитного момента связано с уменьшением числа неспаренных электронов от четырех н высокоспиновом комплексе [МпРб] до двух электронов в низкоспиновом комплексе [Мп(СМ)б] -. [c.206]

Спины электронов, находящихся на одной атомной или молекулярной орбитали, суммируются и взаимно компенсируются. Поэтому валентно-насыщенные частицы не обладают магнитным моментом, обусловленным спином электронов. Тем не менее они взаимодействуют с магнитным полем, хотя н существенно слабее, чем парамагнитные частицы. Это взаимодействие обусловлено действием внешнего магнитного поля на электронные оболочки, т. е. на движущиеся электрические заряды. В результате действия магнитного поля движение электронов искажается, возникает некоторая намагниченность, пропорциональная напряженности приложенного поля и направленная навстречу полю. Тем самым внеп нее поле как бы ослабляется. В частности, это приводит к некоторому выталкиванию вещества из магнитного поля, т. е. этим эффектом обусловлен диамагнетизм веществ, построенных из валентно-насыщенных частиц. Естественно, что диамагнетизм присущ и парамагнит- [c.100]

Электрон, вращающийся по орбите, представляет систему, которую можно приближенно рассматривать как ток, протекающий по витку. Направление тока — это направление движения положительных зарядов. Виток имеет магнитный момент, который пропорционален произведению силы тока на площадь, огибаемую током. Чтобы получить ток, эквивалентный движению электрона по круговой орбите, надо умножить заряд электрона на скорость и разделить на длину окружности (мы узнаем, сколько раз заряд электрона пробежит по орбите в течение 1 с). Сила тока 1=е(и12лг). [c.72]

Если вращающийся заряд (электрон) находится в магнитном поле Я, то вектор магнитного момента вращается (процессирует) вокруг направления поля с частотой еН1 2тс) (ларморова частота). При этом если магнитный момент электрона направлен по полю, тЬ частота его обращения уменьшается, если же электрон вращается в обратном направлении, частота и магнитный момент возрастают. Таким образом, вызванное прецессией изменение магнитного момента в обоих случаях направлено против поля. Этот эффект вполне отчетливо проявляется у диамагнетиков (ланжеве-новский диамагнетизм). [c.89]

Изучая тонкие эффекты в атомных спектрах щелочных металлов, Д. Уленбек и С. Гоудсмит в 1925 г. пришли к выводу, что состояние электрона в атоме зависит также от его собственного момента количества движения, возникающего как бы из-за вращения электрона вокруг своей оси. Разумеется, представить себе наглядно, как частица-волна крутится волчком, невозможно. Вместе с тем электрон, обладая электрическим зарядом, проявляет и собственный магнитный момент. Его называют спином электрона и обозначают через 5, равное /г. [c.35]