Электростатическое взаимодействие квадрупольного ядра с электрическим полем

Электростатическое взаимодействие квадрупольного ядра с электрическим полем [c.91]

Для наглядности рассмотрим классическую теорию взаимодействия ядра с внешним электрическим полем. Квадрупольный момент eQ связан с функцией распределения по объему заряда ядра 2е. Фиксируем систему координат с началом в центре ядра. Пусть р(л. 1, Х2, Агз)=р(г)—плотность ядерного заряда в точке с координатами хи Х2, Хз (г — радиус-вектор), а и(хи Х2, хз) = (г) — потенциал, создаваемый в этой точке всеми окружающими ядро зарядами. Тогда энергию электростатического взаимодействия заряда Ее с внешним электрическим полем можно записать в виде [c.91]

Гамильтониан описывает взаимодействие спина ядра с орбитальным и спиновым моментами электронов, а также контактное взаимодействие Ферми, приводящее к появлению эффективного магнитного поля, которое проявляется в эффекте Мессбауэра. м включает в себя также электростатическое взаимодействие с электрическим квадрупольным моментом ядра несмотря на то что это взаимодействие вносит лишь небольшое возмущение в собственные функции основного состояния, оно играет важную роль в спектре Мессбауэра, поскольку связано с градиентом электрического поля. [c.261]

Константы квадрупольного взаимодействия Со в октаэдрических комплексах много меньше (e Qq 15 60 Мгц, в зависимости от степени искажения октаэдра [161—163]), чем в тетраэдрических (e Qq 100 160 Мгц). В электростатическом приближении (влияние зарядов соседних ионов) константа квадрупольного взаимодействия для октаэдрических комплексов должна быть равна нулю. Для объяснения наблюдаемых величин e Qq необходимо предположить частично ковалентный характер связи в этих комплексах. В этом случае градиент электрического поля на ядре атош кобальта будет зависеть от разности населенности связей металл—лиганд. [c.218]

Часто возникает уширение резонансных сигналов протонов, связанных с атомными ядрами, имеющими электрический квадруполь-ный момент. Величина электрического квадрупольного момента служит мерой несферичности распределения электрического заряда в ядре. Электрический квадрупольный момент имеют лишь ядра со спиновым числом >7г- Наиболее распространенным примером ядер этого типа могут служить ядра азота (7 = 1). В молекулах часто существуют очень неоднородные локальные электрические поля. Тепловое движение таких молекул вызывает эффективное взаимодействие ядерного квадруполя с хаотически меняющимися во времени электростатическими полями ядро быстро отдает спиновую энергию решетке. Поэтому ядра, обладающие квадрупольными моментами, обычно имеют малые времена спин-решеточной релаксации, а ЯМР-сигналы протонов, связанных с этими ядрами, соответственно уширены. [c.73]

Возмущающий электростатический потенциал электрического квадрупольного момента ядра нарушает сферическую симметрию замкнутых оболочек и наводит в них конечный квадрупольный момент. Взаимодействие валентного электрона с этим индуцированным квадрупольным моментом приводит к изменению константы квадрупольного взаимодействия. Такой же эффект производит валентный электрон, создавая тем самым конечный градиент поля на ядре. Эти два дополнительных непрямых взаимодействия можно учесть путем умножения e Qg . на (1 —уоо). При этом дается выражением (5-5) уоо — так называемый фактор Штернхаймера для свободного атома. Если уоо > О, то эта величина выражает экранирующий эффект внутренней оболочки электронов, если Уоо < О, то антиэкранирующий. В приложении I перечислены известные значения уоо для атомов и ионов. Учет фактора Штернхаймера особенно важен для ионных кристаллов, в которых градиент электрического поля вызывается, в основном, зарядами соседних ионов, так как для р-электронов и зарядов, внешних по отношению к атому, фактор Штернхаймера различен. В молекулярных кристаллах с ковалентными связями влияние 7 0 на градиент электрического поля в месте атомного ядра в молекуле (создаваемого в основном р-электронами) и в свободном атоме предполагается одним и тем же [2]. Поскольку можно определять из данных спектроскопии атомных пучков и оптических спектров, то особой поправки на (1 — уоо) при вычислениях и теоретических оценках в этих случаях не требуется. [c.70]

Бурне [17] исследовал температурную зависимость e Qq в этих соединениях с целью связать изменения сегнетоэлек-трических свойств в точке Кюри и констант квадрупольного взаимодействия. Однако во всех изученных соединениях e Qq изменялись с температурой очень незначительно. Исключение составляет Li[N.2H5]S04, в котором параметр асимметрии градиента электрического поля увеличивается от 10 до 40% при нагревании от —196 до Н-23 °С. Сегнетоэлектрический фазовый переход в этих соединениях, видимо, не связан с большими изменениями градиента поля в месте на ождения ядра лития. Расчет градиентов электрических полей в ионных кристаллах и сравнение с экспериментальными значениями e Qq дает очень важную информацию о структуре кристалла. Основной вклад в градиент электрического поля на рассматриваемом я ре в ионных кристаллах дают заряды окружающих ионов и индуцированные диполи. Поэтому расчеты градиентов производятся в большинстве случаев по электростатической модели точечных зарядов и диполей [25]. [c.183]

В большинстве молекул заряды окружающих валентных электронов и других ядер создают большой градиент электрического поля на каждом ядре. Электрические квадрупольные моменты ядер, спин которых больше 1/2, взаимодействуют с градиентом поля, в результате чего возникают квантованные энергетические уровни даже при отсутствии внешнего магнитного поля. Градиент поля, создаваемый зарядами на поверхности малой сферы вокруг ядра, описывается тензором, след которого равен нулю, а компоненты равны д"]/1дхду и т. д., где V — электростатический потенциал. Для многих молекул тензор имеет аксиальную симметрию относительно некоторого направления г в этом случае расщепление энергетических уровней зависит только от д -У/дг" и определяется формулой [c.55]