Спиновое число

Рис, 168. Суммарное спиновое число Их, для стабильных (/) и возбужденных (2) атомов -металлов четвертого периода [c.315]

Четвертое квантовое число — спиновое (т ) — характеризует вращение электрона вокруг собственной оси. Проекция собственного момента. количества движения электрона на избранное направление (например, на ось г) называется спиновым квантовым числом. Спиновое число имеет два значения +1/2 и —1/2, их изображают в виде противоположно направленных стрелок или . [c.11]

Спиновое квантовое число (спин электрона) характеризует собственное (не орбитальное) внутреннее движение электрона. Не следует в буквальном смысле принимать, что спиновый момент обусловлен действительным вращением электрона ( как волчка ) около его оси. Снин электрона отражает весьма сложное физическое явление. П. Дирак (1928) показал, что наличие спина у электрона является естественным с точки зрения квантовой механики и теории относительности. Спин электрона описывают с помощью магнитного квантового числа /П5= 1/2/ в зависимости от одного из двух возмож-HI.IX направлений спина электрона по отношению к орбитальному магнитному моменту в магнитном поле спиновое число имеет знак + или —. При параллельной установке спина S = + l/2 (его обозначают на схемах [), при антипараллельной 5=—1/2 (обозначают J). [c.63]

Порядок заполнения орбиталей данного подслоя подчиняется пр а в и л X н д а суммарное спиновое число электронов данного подслоя должно быть максимальным. [c.23]

Если в р-орбиталях какого-либо уровня находятся четыре электрона, сколько из них имеют неспаренные спины и чему равно их суммарное спиновое число [c.39]

Рассмотрим правило Гунда на примере заполнения подуровня 2р, который имеет три орбитали рх ру Эти орбитали можно условно представить в виде трех клеточек, заполненных тремя электронами с различными спиновыми моментами. Если клеточки будут заполнены непарными электронами или электронами с одинаковыми значениями спиновых квантовых чисел, то мы получим максимальное суммарное спиновое число 25 [c.48]

Заполнение электронами атомных р-орбиталей одного подуровня происходит таким образом, чтобы их суммарное спиновое число было максимальным. [c.35]

Рис. 22. Возбуждение атомов элементов второго периода и изменение суммарного спинового числа (возбужденные состояния атомов показаны пунктиром)

Фундаментальную роль в поведении многоэлектронных систем играет принцип Паули (принцип исключения или запрета), согласно которому на одной спин-орбитали не может находиться более одного электрона, т. е. в атоме не может существовать двух электронов с одинаковым набором четырех квантовых чисел. Принцип Паули относится к основным законам природы и выражает одно из важнейших свойств не только электронов, но и всех других микрочастиц, которые имеют полуцелые значения спинового числа (в том числе протонов, нейтронов и многих ядер). [c.39]

Уравнение Шредингера описывает состояние электрона в трехмерном пространстве. В соответствии с этим состояние электрона задается посредством трех квантовых чисел. Однако электроны обладают еще и спином, который не связан с движением в трехмерном пространстве, но может иметь различные независимые ориентации. Поэтому спиновое число вводится как дополнительная и независимая характеристика состояния электрона. Таким образом, полное описание состояния электрона осуществляется с помощью набора четырех квантовых чисел п, I, т., т . Поскольку может принимать значения -1- и-- одинаковых п, I, т могут быть [c.38]

Суммарное электронное состояние характеризуют также суммарным спиновым числом 5, причем последнее изображается в виде числа 25 + 1, записанного в виде индекса слева сверху от символа орбитального состояния. Это число указывает, сколько имеется независимых спиновых состояний, и называется мультиплетностью. Так, для атома О в Р-состоянии мультиплетность равна трем, поскольку в этом состоянии имеется два неспаренных электрона и суммарное спиновое число равно 1. Следовательно, основное состояние атома О есть состояние Р. Для атома V максимальный суммарный орбитальный момент обеспечивается в случае, если три его неспаренных электрона займут состояния с т = 2, 1 и 0. В этом случае L =3, т. е. имеет место -состояние. Мультиплетность равна 4, поэтому это состояние обозначается как Р. Основное состояние атома Мп, в, котором имеется по одному электрону в каждом З -состоянии, суммарный орбитальный момент импульса равен нулю, а мультиплетность — 6, т. е. символ этого состояния 5. [c.44]

У частицы, характеризуемой спиновым квантовым числом 5, возможно 25--1-1 независимых ориентаций спина и, следовательно, столько же независимых ориентаций магнитного момента. Энергия взаимодействия магнитного момента с магнитным полем равна произведению проекции магнитного момента на направление поля на величину магнитной индукции поля. Поэтому частица, имеющая в отсутствие магнитного поля энергию Е, в магнитном поле в зависимости от ориентации спина приобретает энергию от Е- - ]хЗВ до Е—g SB, где ц — соответствующий магнетон. Иными словами, в магнитном поле энергетический уровень парамагнитной частицы, характеризуемой спиновым числом 5, расщепляется на 25+1 уровень. Это расщепление называется эффектом Зеемана. [c.100]

Лиганды Н2О, F относятся к числу лигандов, оказывающих слабое воздействие на ион-комплексообразователь, и в их окружении ион-комплексообразователь находится в состоянии, когда электроны стремятся занять максимальное число ячеек, т. е. образуется высокоспиновое состояние. NH3, N , NO —лиганды, обладающие сильным действием на ион-комплексообразователь. В их присутствии электроны заполняют d-подуровень не по правилу Гунда, образуются пары электронов на нижележащих dxy, dyz и dxz ячейках при пустых d и dx -y ячейках. В результате ожидаемое суммарное спиновое число не достигается и возникает низкоспиновое состояние. В комплексах [c.244]

Для ответа на вопрос, какой из вариантов предпочтительнее, для многоэлектронного атома, состоящего из г электронов, следует найти полное магнитное квантовое число как сумму всех т каждого электрона Л1(= т/,- -ть++ / — и аналогичным образом подсчитать возможные значения полного спинового числа М = При этом вклад электронов, находящихся в заполненных [c.37]

Для объяснения химических свойств атомов необходимо знать также расположение электронов в пределах одного подслоя, состоящего из нескольких равноценных атомных орбиталей. Если подслой заселен полностью, то это значит, что в атомной орбитали располагается по два электрона (принцип Паули). Если заполнение подслоя не завершено, то, очевидно, имеется несколько вариантов расположения электронов в атомных орбиталях. Для атома углерода это относится к двум электронам, размещающимся в трех р-орбиталях Х-уровня для атома марганца — к пяти электронам, занимающим пять ( -орбиталей М-уровня (у которых максимальная емкость — десять электронов). Исключая возможность расположения двух электронов с одинаковыми спиновыми числами в одной орбитали (принцип Паули), рассмотрим варианты расположения двух электронов в трех р-орбиталях [c.47]

Существуют экспериментальные доказательства того, что частицы обладают собственным механическим моментом (если частица заряжена, то с ненулевым механическим моментом связан и ненулевой собственный магнитный момент). Величина собственного (спинового) момента количества движения равна Ув (в + 1)Й, где спин з — целое (включая нуль) или полуцелое положительное число, определяемое природой частицы. Для большинства элементарных частиц (электроны, протоны, нейтроны и др.) 5 = 1/2 для фотона 5=1 для я - и К-мезонов 8 = 0. Проекция собственного момента количества движения частицы на фиксированную ось г определяется как т Й, где /и, — одно из значений в ряду —5, —5 + 1..... — 1,8. Если з = 1, то возможные значения есть —1 О 1 если 5 = 1/2, то т, может принимать два значения —1/2 и 1/2. Внутреннее состояние частицы данного типа может отличаться по значению переменной Таким образом, полное квантовомеханическое состояние частицы определится заданием волновой функции гр ( с, у, г) и спинового числа т,. Для частицы, движущейся в потенциальном ящике, требуется задать квантовые числа Пх, пу, и спиновую переменную т, — всего четыре переменных. Возможны 28 + 1) состояний с заданной функцией гр (л , у, г), отличающихся по ориентации спина (переменной т ). [c.157]

Таким образом, каждая орбиталь водородного атома может содержать два электрона с противоположными спинами при этом предполагается, что форма и размер орбиталей не изменяются (допущение). При заполнении ( заселении ) электронами подуровней нужно соблюдать правило Гунда суммарное спиновое число электронов данного подуровня должно быть максимальным. Правило Гунда получено на основании спектральных исследований и формулируется вообще более сложно. Оно полностью применимо для атомов в их устойчивом или стабильном состоянии, а также и для возбужденных атомов. [c.48]

При возбуждении атомов их электроны переходят на более высокие подуровни и соответственно с этим увеличивается их суммарное спиновое число (251), так как при этом разрушаются уже готовые электронные пары. Энергия возбуждения атома в пределах одного и того же уровня, как правило, невелика. Возбуждение может происходить за счет изменения энергии при образовании молекул или за счет энергии химических реакций. Степень возбуждения атома определяется наличием свободных орбиталей в пределах уровней, имеющихся в атоме. Чем больше главное квантовое число и и чем сложнее строение уровня (см. рис. 17, табл. 2.8), тем больше существует возможностей для возбуждения атомов. Так, например, при п= 1 вообще нет возбужденных состояний, так как единственная орбиталь 15 содержит у водорода I электрон, а у Не 2, но при п = 2 атомы Ве, В, С уже могут изменить расположение электронов по орбиталям следующим образом [c.54]

Такая перестройка приведет к возрастанию суммарного спинового числа (25,), как это показано на рис. 22 (по оси ординат даны спиновые числа для возбужденных и невозбужденных состояний). Еще больше возможность возбуждения атомов элементов 3-го периода, так как у всех элементов здесь свободна -орбиталь, на которую могут переходить электроны (рис. 23, табл. 2.10). [c.54]

Рассмотрим распределение электронов по энергетическим уровням атомов четвертого периода в их стабильном и возбужденном состояниях и охарактеризуем это распределение суммарным спиновым числом (Хз,), которое, по существу, показывает число непарных электронов и способность атомов устанавливать химические связи (табл. 12.3). [c.314]

Суммарное спиновое число определяет возможные степени возбуждения (или окисления) атома данного элемента [c.316]

Метод ЯМР заключается в следующем. Ядра некоторых атомов, в том числе и водорода (протона), обладают собственным моментом количества движения — ядерньш спином, который характеризуется спиновым квантовым числом /. При вращении заряженного ядра возникает магнитное поле, направленное по оси вращения. Другими словами, ядро ведет себя подобно маленькому магниту с магнитным моментом рц. Магнитный момент квантуется, т. е. ядро с ядерным спиновым числом / может ориентироваться во внешнем однородном магнитном поле На различными способами, число которых определяется магнитным квантовым числом т/. Каждой такой ориентации ядра соответствует определенное значение энергии. Ядра некоторых элементов, имеющих спиновое квантовое число I = = /а ( Н, зф), во внешнем магнитном [c.146]

Уобм+Уэл (рис. VII.21), следует иметь в виду, что на каждом энергетическом уровне согласно принципу Паули могут находиться не более двух электронов (с квантовыми спиновыми числами - -72 и — /а), поэтому электроны будут заполнять уровни со все возрастающей кинетической энергией. Самый высокий заполненный энергетический уровень при Т=0 К называется уровнем Ферми (рис. УП.21). Кинетическая энергия на уровне Ферми ер рассчитывается по формуле Зоммерфельда [c.190]

Кроме величины химического сдвига в спектроскопии ЯМР для решения структурных задач используется константа спин-спинового взаимодействия углерода с протонами. Поскольку спиновое число для и одно и то же, то для предсказания мультиплетности сигнала в спектре ЯМР применимы те же правила, что и в спектрах ПМР первого порядка. Константы спин-спи-нового взаимодействия в ходё структурного анализа обычно не определяются, поскольку съемка чаще всего проводится в условиях полного или частичного подавления спин-спинового взаимодействия с протонами. Однако эти константы могут быть получены из спектра без подаеления взаимодействия с протонами. [c.142]

Принцип запрета, или принцип Паули. В 1925 г. швейцарский физик Вернер Паули сформулировал основополагающий принцип, описывающий поведение электронов, который не может бьуь выведен из более общих законов природы. Этот принцип целиком связал со спином электрона. Для учета спина полная волновая функция представляется в виде произведения пространственной и спиновой волновых функций. Таким образом, величина I г ) Р есть вероятность нахождения электрона с данным спином в данной точке пространства. Принцип Паули первоначально сформулирован так не может быть двух электронов с одинаковой пространственной частью волновой функции (т. е. занимающих одну орбиталь) и одинаковым спином. Этот принцип ограничивает предельное число электронов на одной орбитали. Действительно, если каждая атомная орбиталь характеризуется тремя числами п, I а т, а спиновое число принимает только два разных значения, то на орбитали не может быть более двух электронов. Спины этих электронов должны быть противоположны по направлению, или спарены. [c.170]

Отметим, что заполнение электронами атомных р-орби-тал й одного подуровня происходит таким образом, чтобы их суммарное спиновое число было максимальным (правило Хунда). Суммарное спиновое число равно сумме всех электронов атома. Для атома углерода оно будет максимальным, если р-электронь1 имеют параллельные спины (т ) одного знака /а+ /г=1 или — /24-(— /г)=—I. Если спины электронов антипараллельны, суммарный спин равен нулю Vг-f(— /а)=0. Это условие впервые было сформулировано Хундом и известно как правило Хунда. Поэтому, изображая графически электронную структуру атома азота, мы помещаем по одному электрону в каждой ячейке [c.17]

Это условие впервые было сформулировано Хундом и известно как правило Хунда. Суммарное спиновое число равно сумме т всех электронов атома. Для атома углерода оно будет максимальным, если / -электроны имеют параллельные спины (т ) одного знака V2+ =l или — 2+(— /2)=—1. Если спины электронов антипарал-лельны, суммарный спин равен нулю /. +(— /2)=0. Поэтому, изображая графически электронную структуру атома азота, мы помещаем по одному электрону в каждой ячейке [c.35]

Известно большое число бирадикалов и устойчивых, и существующих в качестве интермедиатов [154]. Если неспаренные электроны в бирадикале достаточно удалены друг от друга, как в радикале СН2СН2СН2СН2, в спектре наблюдается два дублета. Если неспаренные электроны расположены достаточно близко друг к другу, так что они могут взаимодействовать или взаимодействуют через ненасыщенную систему (как в триметилен-метане (29) [155]), суммарное спиновое число может принимать значения +1. О или —1, поскольку каждый электрон имеет спин или +V2. или — /г- В результате в спектре появля- [c.245]

Особенность квантовых частиц состоит в том, что им присуще собственное внутреннее движение, представляемое как вращение частицы вокруг собственной оси. Связанный с этим вращением собственный момент количества движения называют спином частицы. Величина момента равна [s(s-(-1)] / Й, где S — спиновое число, определяемое природой частицы и имеющее целое или полуцелое значение. Так, для электрона, протона и нейтрона s = /2, для фотона s= 1. Ориентация спинового момента количества движения квантована и задается значением спинового магнитного числа tUs, которое может принимать значения —s, —s+1.. ... s (всего 2s + 1 возможных значений) для электрона, например, это два значения — /2 и /г- Величина nish определяет проекцию момента на произвольную ось в пространстве. [c.79]

Для ответа на вопрос, какой из вариантов предпочтительнее для многоэлектронного атома, состоящего из 2 электронов, следует найти полное магнитное квантовое число к 1к сумму всех /п, каждого электрона М, = т, -1- от, -Н. .. f тп — и аналогичным образом подсчитать возможные значения полного спинового числа М, = + + +. .. + т,. При этом вклад электронов, находящихся в заполненных подоёолочках (для атома С 1з и 2з , для атома Мп в значения М, и М, всегда ргшен нулю. Поэтому для нахождения М, и в случае атома углерода расчет достаточно вести для двух 2р-электронов, а для атома Мп — для пяти Зй-элект-ронов. [c.47]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология