Столкновение атомов энергия

Происхождение атомных спектров. Если атом не подвергается никаким внешним воздействиям, то его электроны находятся в состояниях с минимальной энергией. Состояние атомов с минимальной энергией называется основным состоянием. При сообщении атому энергии (в результате столкновения с другим атомом, поглощения кванта света, электронного удара и др.) один или несколько электронов в атоме могут перейти на более высокий энергетический уровень. В этом случае атом становится возбужденным. В возбужденном состоянии атом, как правило, находится очень короткое время (порядка 10" -10 с), после чего электрон возвращается на низкий энергетический уровень и атом снова переходит в основное состояние. Если между низшим уровнем энергии и тем уровнем, на котором находится электрон, имеются промежуточные уровни, то указанный переход может совершаться в несколько этапов. [c.32]

Подробно процедура динамического изучения реакции столкновения атом-двухатомная молекула методом классических траекторий изложена в работе [299] на примере расчета реакции обмена Н- -Н2, характеризующейся отличной от нуля энергией активации. В работе детально описан выбор системы координат, в которой происходит расчет классических траекторий. Выбор начальных условий для расчета траекторий организован так, чтобы в максимальной степени воспроизвести квантовые состояния реагентов. Приведены уравнения, устанавливающие связь между начальными и конечными квантовыми состояниями системы и классическими переменными. При исследовании динамики отдельных траекторий получается кинетическая информация различной степени детальности. На первом этапе определяется вероятность реакции и через нее полное сечение реакции как функции начальных состояний реагентов и конечных состояний продуктов. Затем вычисляется константа скорости реакции как интеграл от полного сечения реакции при определенном распределении начальных состояний реагентов. Для вычисления термической константы скорости используется максвелловское распределение по скоростям молекул и больцмановское распределение по внутренним состояниям. Очевидно, что такой подход может быть применен для вычисления констант скорости в нетермических условиях, т.е. при различных температурах, соответствующих различным степеням свободы, и при отклонениях от максвелл-больцмановского распределения. Это позволяет, в частности, моделировать методами классических траекторий неравновесную кинетику процессов в плазмохимических системах, газовых лазерах и в верхних слоях атмосферы. [c.57]

При сообщении атому энергии (в результате столкновения с другим атомом, поглощения кванта света, электронного удара и т. п.) один или несколько электронов в атоме могут перейти на более высокий энергетический уровень в этом случае атом становится возбужденным. В возбужденном состоянии атом, как правило, находится очень короткое время (порядка 10 —10 с), после чего электрон возвращается на наиболее низкий энергетический уровень и атом снова переходит в нормальное состояние. Если между низшим уровнем энергии и тем уровнем,на котором находится электрон,имеются промежуточные уровни, то указанный переход может совершаться в несколько этапов. [c.50]

Все атомы одного элемента в невозбужденном состоянии не отличаются друг от друга и имеют одинаковую внутреннюю энергию (различие между атомами разных изотопов одного элемента учитывать сейчас не будем). Присутствие в спектрах только некоторых определенных линий означает, что атом в возбужденном состоянии может иметь только ряд вполне определенных значений внутренней энергии. В противном случае в спектре присутствовали бы любые линии, так как скорость атомов при соударениях может быть любой. Если при столкновениях атом возбуждается, принимая любую энергию, а затем излучает ее, то атомные спектры должны быть сплошными. Существование линейчатых спектров доказывает, что такое предположение неверно. [c.29]

Возбуждение, или ионизация, атомов при столкновении их с электронами зависит от энергии или скорости последних. В большинстве случаев вероятность возбуждения молекулы или атома до соответствующего уровня знергии возрастает с возрастанием скорости электронов до определенного значения, а при дальнейшем увеличении скорости электронов вероятность возбуждения падает. Вероятностью возбуждения называется отношение числа столкновений электрона с атомом или молекулой, приводящих к возбуждению, к общему числу столкновений. Кривые, характеризующие зависимость вероятности возбуждения от скорости движения электронов, называются кривыми функции возбуждения. Положение максимума на кривой функции возбуждения зависит от мультиплетности исходного и возбужденного уровней (терм). При возбуждении термов той же мультиплетности, что и исходный терм атома, функция возбуждения нарастает довольно медленно, достигая максимального значения при очень больших скоростях электронов. Скорость электронов в этих случаях обычно в несколько раз превышает минимальное значение скорости электрона, при которой возможно возбуждение атома. Если же в результате соударения с электроном возбуждается терм иной мультиплетности, чем исходный, то функция возбуждения быстро достигает максимума и затем так же быстро спадает (рис. И, 8). Функция возбуждения для двух близких линий ртути показана на рис. И, 8. При возбуждении одной линии 2655 к, атом ртути переходит из нормального состояния в состояние При [c.75]

Этот эффект выравнивания наблюдался в действительности по мере повышения температуры относительные скорости в расчете иа один атом водорода изменяются от 5,0 3,8 1,0 до 1 1 1. При очень высоких температурах фактически каждое столкновение имеет энергию, достаточную для отщепления даже первичного водорода- Действительно, по мере повышения температуры данный реагент становится менее селективным [c.124]

Например, это может быть переход, вызванный столкновением электрона с атомом и заключающийся в изменении как количества движения (р) электрона (переход р- р ) и атома, так и внутренней энергии последнего (переход Еп-<- >,) При столкновении кинетическая энергия электрона частично расходуется на возбуждение атома при этом, если атом считать неподвижным, то, согласно закону сохранения энергии. [c.113]

Рассмотрим сначала столкновение электрона с атомом, имеющим 2 электронов. Поскольку масса атома значительно больше массы электрона, можно полагать, что в процессе столкновения атом остается неподвижным. Обозначим через волновую функцию атомных электронов до столкновения и через — после столкновения. Изменение внутренней энергии атома в результате столкновения равно Еп —Еп. По закону сохранения энергии эта разность должна равняться изменению кинетической энергии летящего извне электрона, т. е. [c.398]

Точно так же вероятность того, что в результате столкновения атом отдачи будет иметь энергию меньшую, чем энергия химической связи V, но большую, чем энергия выхода его из реакционной ячейки, будет равна Атомы, обладающие такой [c.263]

Атомы отдачи, охладившиеся до скоростей, при которых столкновения атом — атом по типу жестких сфер становятся невозможными, взаимодействуют с окружающими молекулами по механизму неупругих соударений атом — молекула. Область энергий, в которой происходят неупругие столкновения, исследована мало, очевидно она лежит несколько выше энергии связи атома в молекуле. Неупругое соударение атома отдачи с молекулой вызывает возбуждение молекулы (очевидно, локальное) или образование возбужденного комплекса, затем следует разрыв одной-двух связей и образование молекулы или радикала, включающих атом отдачи. [c.153]

В случае столкновения атома отдачи галоидозамещенного углеводорода с атомами углерода или водорода он не может передать всю или большую часть своей энергии легким атомам. Поэтому он будет иметь еще достаточную энергию для того, чтобы выйти из ячейки , где произошло столкновение и образовался свободный радикал. Вероятность соединения свободного радикала с атомом отдачи вследствие этого близка к нулю. Иное положение будет при столкновении активного галоида с галоидом материнской молекулы. В этом случае при единичном столкновении возможна почти полная передача энергии, в результате чего имеется определенная вероятность, что активный атом после столкновения будет обладать энергией, меньшей з, которая недостаточна для выхода атома из ячейки , где произошло столкновение. Если энергия перед столкновением равна Е, то эта вероятность равна [c.228]

Избыток энергии, вероятно, сначала находится в виде колебательной энергии хлористого натрия и затем передается при столкновении атому натрия, который таким образом возбуждается (ср. стр. 295). [c.309]

Благодаря высокой кинетич. энергии, возбужденному электронному состоянию и высокому положительному заряду Г. а. способны вступать в такие химич. реакции, в к-рые обычные атомы не вступают. Полученный Г. а. импульс в большинстве случаев бывает достаточно велик, чтобы разорвать одну или несколько связей атома в химич. соединении при этом Г. а. отрывается от содержащей его молекулы. Энергия образовавшегося Г. а. (или горячего радикала) в свою очередь достаточна, чтобы вызвать возбуждение и диссоциацию еще нескольких молекул. Через несколько последовательных столкновений кинетич. энергия Г. а. снижается и Г. а. вступают в разнообразные химич. реакции с молекулами или радикалами исходного соединения или растворителя, что сопровождается микросинтезом новых соединений или возвратом Г. а. в молекулу исходного соединения. Отношение количества Г. а., стабилизовавшихся в форме материнского вещества или вообще других молекул, к общему количеству возникших Г , а. наз. удержанием. При оценке поведения Г. а. необходимо принимать во внимание возможные процессы изотопного обмена, в результате к-рых достигается равнораспределение Г. а. между всеми химич. формами, содержащими данный атом. Г. а. находят все большее применение при синтезе [c.501]

Все молекулы обладают энергией кинетической энергией трансляционных движений, вибраций и вращений и потенциальной энергией, запасенной в электронных оболочках. Благодаря молекулярным столкновениям эта энергия случайным образом распределяется по разным атомам. так что, хотя уровень энергии большинства атомов близок к среднему, небольшая часть атомов будет обладать значительной энергией. Благоприятные конформации, или состояния молекул, соответствуют минимуму свободной энергии (см. разд. 2.4.1), но при сильных столкновениях возникают высокие состояния энергии. Зная температуру, можно рассчитать вероятность того, что атом или молекула окажутся в этом энергетическом состоянии (см. табл. 3-3). Вероятность высокого энергетического состояния становится меньше вероятности низкого энергетического состояния по мере того, как увеличивается разность их свободных энергий. Она. однако, обращается в нуль лишь тогда, когда эта разность значений энергий становится бесконечной. [c.122]

Здесь индексы 1 и 2 означают, что дифференцирование производится соответственно по координатам 1-го (падающего) и 2-го электронов. Функция Ч есть функция от координат обоих электронов. Полная энергия Х где — энергия нормального состояния атома, а —кинетическая энергия падающего электрона. Будем считать, что в результате неупругого столкновения атом переходит из состояния с энергией WQ в состояние с энергией Функцию Ч (г,, Гг) можно представить в виде [c.468]

Свободный радикал инициатора или растущая полимерная цепь (макрорадикал) могут взаимодействовать с неактивными молекулами полимера и отрывать атом водорода, находящийся в середине молекулы. В этом месте возникает возможность присоединения мономера. При этом образуется полимерная цепь, направленная в сторону от основной полимерной молекулы. Это —реакция разветвления полимера. Кроме наличия примесей, на разветвление полимерной цепи влияет увеличение конверсии мономеров, так как столкновение растущих полимерных цепей с молекулами полимера становится более вероятным, чем с молекулами мономера. Разветвление происходит также при повышении температуры полимеризации, так как энергия активации разветвления больше, чем энергия активации роста полимерной цепи (58,8 и 21,0— 25,2 кДж/моль соответственно) [19]. [c.142]

Вторым фактором является энергия сталкивающихся молекул. В простейших теориях она характеризуется только как относительная скорость двух молекул при столкновении. Если относительная скорость двух молекул при столкновении мала, промежуточное состояние скорее всего обратится в исходные молекулы. Медленно движущаяся молекула воды просто оттолкнется от молекулы тиоацетамида, не причинив ей никакого вреда. В отличие от этого молекула воды, сильно ударяющаяся о молекулу тиоацетамида, имеет больше шансов отщепить от нее атом серы, в результате чего образуется ацетамид и НзЗ. Можно построить график зависимости вероятности реакции от скорости сближения двух молекул вдоль линии, соединяющей их центры. [c.354]

Зависимость (212.2) может быть представлена графически в трехмерном пространстве или в виде изоэнергетических линий в двухмерной системе координат п и гг. Расчет энергии такой системы, состоящей из 3 ядер и 3 электронов, был сделан методом МО ССП с расширенным базисом. На рис. 188 приведены результаты одного из таких расчетов. Изоэнергетические линии системы вычерчены при изменении п и гг. Диаграмма подобна топографической карте. Рассмотрим, как будет изменяться внутренняя энергия при столкновении молекулы АВ с атомом С. Внутренняя энергия исходного состояния молекулы АВ (На) принята равной —440 кДж/моль, энергия атома С (атома Н) — равной нулю. Пусть кинетическая энергия поступательного движения молекулы АВ и атома С по линии, соединяющей центры атомов, будет равна (,. Примем за исходное состояние системы состояние, обозначенное на рис. 188 точкой 1. В этом состоянии атом С находится на расстоянии г% =2 10 м. Энергия межмолекулярного взаимодействия между АВ и С невелика, поэтому внутреннюю энергию системы можно принять равной энергии исходного состояния. При приближении атома С к молекуле АВ преодолеваются силы отталкивания между одноименно заряженными ядрами атомов В и С. Внутренняя энергия системы при этом возрастает. Точка, характеризующая состояние системы, будет двигаться по линии минимальных энергетических градиентов, изображенной на рис. 188 пунктиром. В интервале между точками 2 ж 4 система находится на перевале, разъединяющем исходное и конечное состояния. На вершине энергетического барьера, в точке <3, при г = гг, атомы А и С энергетически тождественны. Система находится в переходном состоянии (см. 210). Однако в состоянии атомов А и С есть существенное различие. Атом С продолжает движение по направлению к атому В за счет кинетической энергии поступательного движения, а атом А совершает колебательное движение относительно атома В. На вершине потенциального барьера возникает взаимодействие в форме притяжения между атомом С и молекулой АВ, обусловленное обменным взаимодействием энергетических уровней молекулы АВ и атома С. В точке 4 система находится в состоянии мо-кулы ВС и атома А. На пути от точки 4 к точке 5 энергия отталкивания переходит в энергию поступательного движения молекулы ВС и атома А. Внутренняя энергия системы уменьшается до энергии конечного состояния (молекулы ВС и атома А), равной —440 кДж/моль. [c.570]

Источники света. Источниками ультрафиолетового и видимого света для проведения фотохимических исследований служат ртутные лампы. В зависимости от давления паров ртути, развивающегося при работе, различают лампы низкого давления 10 —1мм рт. ст., среднего давления 2-10 —2-10 мм рт. ст., высокого давления от 2-10 до (2- -3) 10 мм рт. ст. Излучение, возникающее при работе ртутных ламп, связано с переходами возбужденного атома ртути с соответствующих энергетических уровней в основное состояние. Если переход осуществляется с нижних энергетических уровней (6 Яь 6 Я ) в основное состояние (6 5о), происходит испускание так называемого резонансного излучения. В зависимости от строения внешней электронной оболочки атома может быть несколько резонансных линий испускания. Если атом в результате столкновений возбуждается до более высоких энергетических уровней, чем резонансный, то сначала происходит испускание кванта энергии, соответствующего разности этих уровней, а затем переход с резонансного уровня в основное состояние. На- [c.138]

Излучение, связанное с возбуждением атомов и ионов при температурах до 6000 К, относится к области светового и ближнего инфракрасного диапазонов длин волн. Это излучение носит дискретный характер и возникает при соударениях, когда при столкновении свободного электрона с атомом или ионом получаемая последними энергия недостаточна для ионизации, но возбуждает атом или ион. Последнее связано с кратковременным переходом электрона соответствующего атома или иона на внешнюю орбиту, В момент возвращения указанного электрона на прежнюю орбиту эквивалентное количество энергии излучается в виде фотона. [c.233]

Особое значение для цепных реакций имеют тяжелые частицы молекулы, ионы и т. п. При столкновении с ними свободные радикалы образуют громоздкие, малоактивные радикалы, которые впоследствии могут распадаться на простые молекулы, освобождая при этом некоторое количество энергии. Например, атом водорода (свободный радикал Н.), сталкиваясь с молекулой кислорода, образует малоактивный радикал НОа- [c.183]

Использование высоких температур приводит к тому, что атомы претерпевают возбуждение, так как другие частицы, обладающие высокой кинетической энергией, при столкновении передают им энергию, т. е. кинетическая энергия одних частиц переходит во внутреннюю энергию других. Схематично данный процесс изображают следующим образом A+M- A -t-M, где А — атом какого-либо вещества, А — атом в возбужденном состоянии, М — любая частица, обладающая запасом кинетической энергии.. Такое соударение называется ударами I рода. Если, в своЮ очередь, возбужденный атом А передает при очередном соударении свою энергию другому атому, например С, и возбудит его,, т. е. А + С->А + С. то такие соударения, когда происходит обмен внутренней энергией, называются ударами II рода. Процесс передачи энергии атомом А атому С может рассматриваться как процесс дезактивации атома А. [c.34]

Если в результате упругого столкновения атом решетки приобретает энергию, превышающую пороговую энергию смещения Еа, то он покидает свое место в решетке. Образуется пара — смещенный или межузельный атом и свободное место в решетке— вакансия. В рассхматриваемом случае считается, что Е = =Й5 эв. [c.242]

Присутствие в разряде значительного количества электронов с очень большой энергией (высокая электронная температура) оказывается благоприятным для возбуждения свечения трудно возбудимых газов. Несмотря на то, что число атомов, сталкивающихся с электронами, невелико, почти при каждом столкновении атом получает от электрона энергию, вполне достаточную для гозбуждения. Рассуждения, аналогичные лежащим в основе формул 4, показывают, что в первом приближении число возбуждённых атомов, заключающихся в единице объёма, определяется произведением , где Nq — концентрация невозбуждённых атомов, —энергия возбуждения атома и Тз — электронная температура. Благодаря большому значению Т я фактор gg. лик даже для трудно возбудимых атомов (с большим Е, ). Таким об разом, несмотря на небольшие значения Nq, произведение оказывается в гейслеровской трубке более значительным, чем, например, в искре или дуге, благодаря чему выше и интенсивность линий газов в гейслеровской трубке. [c.90]

При действии на Нз при пониженном давлении тихого электрического ра.фяда образуется атомный водород. Он существует около секунды. Сравнительная устойчивость атомного водорода обусловлена те.м, что двойные столкновения атомов Н не приводят к образованию молекул На, для этого необходимы столкновения трех атомов, чтобы выделяющаяся при образовании Нг энергия была сообщена третьему атому. Поэтому атомы Н обычно претерпевают миллионы столкновений прежде, чем прореагируют. [c.464]

Электронное строение атома фтора ls 2s p В соединениях степень окисления фтора, равна —1, т.е. все соединения фтора, в том числе кислородные, являются фторидами. Существование F+ в соединениях исключено значение первой энергии ионизации If (1735 кДж/моль) меньше лншь /ие и /n - Это означает, что если получить катион F+ (химическим путем это неосуществимо, так как фтор наиболее электроотрицательный элемент), то при столкновении с любой частицей, кроме атомов Не или Ne, он превратится в атом F. [c.468]

Если сталкивающиеся молекулы притягиваются достаточно сильно, то при столкновении возможно образование долгоживущего комплекса, раснад которого, следующий за полным перераспределением энергии, приводит вновь к исходным молекулам, но уже в других колебательных состояниях. За образование комплексов мо кет быть ответственно сильное ван-дер-ваальсово притяжение [253], водородная связь [5171 или обменное взаимодействие [472]. В последнем случае, когда анергия связи комплекса особенно велика, можно ожидать полного статистического перераспределения энергии между степенями свободы комплекса. Что каса( Т1>[ вероятностей колебательных переходов, то они могут быть рассчитаны при атом в рамках статистической теории реакций (см. 21). [c.90]

Как отмечалось в 8, неравновесные бимолекулярные реакции должны описываться микроскопическими кинетическими ураинениями. Решение атих уравнений требует информации о зависимости сечений реакций от энергии различных степеней свободы. Поэтому проведенные к настоящему времени модельные расчеты неравновесных эффектов основаны на модельных представлениях о зависимости сечений от поступательной или колебательной энергии [98]. Что касается влияния нарушения максвелловского распределспия на скорость бимолекулярной реакции, ю оно сравнительно мало, если энергия активации заметно превышает к [71]. С другой стороны, следует ожидать, что неравновесные аффекты, обязанные нарушению больцмановского распределения по колебательным состояниям реагентов, будут значительно больше. Это связано с тем, что времена колебательной релаксации намного больше времен поступательной релаксации, и поэтому вполне вероятно, что столкновения не будут успевать восстанавливать равновесное распределение, нарушаемое реакцией. Мы раесмотрим этот вопрос в рамках фспомено.логического подхода, заменяя сложную систему кинетических уравнений для заселенностей более простыми уравнениями для концентраций молекул, способных в различной степени участвовать в реакции. [c.146]

В качестве сенсибилизатора очень часто применяется ртутный пар, являющийся примером сенсибилизатора, в котором первоначально возникают возбужденные атомы, ([ри облучении смеси реагирующих веществ, содержащей пебольшое количество ртутного пара, светом ртутной дуги образуются возбужденные атомы ртути Hg ( 1), Hg = Hg с энергией возбуждения 112 ккал. Превращепяо энергии возбуждения атома ртути в химическую энергию молекулы (или молекул) реагирующих веществ и является началом собственно импческой реакции. Отметим, что нри давлении 1 тор возбужденный атом ртути за время своей л. изни (1,55-10 сек) испытывает в среднем не болсс одного столкновения поэтому при р тор нужно ожидать большую вероятность флуоресценции и малую вероятность фотохимической активации. [c.167]

Обобщим этот пример. Пусть за счет внешнего источника энергии (свет, электроразряд, нагревание, а-, - или у-излу-чение, электронный удар) образуются свободные радикалы или атомы, обладающие ненасыщенными валентностями. Они взаимодействуют с исходными молекулами, причем в каждом звене цепи вновь образуется новая активная частица. Путем попеременного повторения одних и тех же элементарных процессов происходит распространение реакционной цепи. Ее длина может быть очень большой (в рассматриваемом примере на каждый поглощенный квант образуется до 100 ООО молекул НС1). Столкновение двух одинаковых радикалов при условии, что выделяющаяся при этом энергия может быть отдана третьему телу, приводит к обрыву цепи. Причиной обрыва может служить не только рекомбинация свободных радикалов iXII), но и их захват стенкой реакционного сосуда, взаимодействие радикала с примесями (если они не служат источником свободных радикалов), а также образование малоактивного радикала (обрыв в объеме). Вот почему скорость цепной реакции очень чувствительна к наличию посторонних частиц и к форме сосуда. Так, содержание в хлороводородной смеси долей процента кислорода в сотни ра уменьшает длину цепей, а поэтому и скорость синтеза атом Н, легко реагируя с О2, образует малоактивный радикал HOj, не способный вступать в реакцию с На [c.116]