Магнитные свойства атомов и ионов

Указанное значение 2,5 можно обосновать следующим образом. Магнитные свойства элементов группы железа и их сплавов показывают, что число металлических орбиталей, приходящихся на один атом в одном из этих металлов, составляет 0,72, а не 1 (о магнитных свойствах см. следующий раздел). Такое нецелочисленное значение можно объяснить, исходя из вероятного допущения (см. следующий раздел), что данный металл содержит 28% М+, 44% М и 28% М . Ионы М.- не нуждаются в металлической орбитали, поскольку они не в состоянии принять еще один электрон (ион М будет неустойчивым согласно [c.496]

К парамагнитным частицам относятся свободные радикалы, ионы, молекулы в триплетном состоянии и т.д. Простейшим случаем парамагнетизма может служить атом, обладающий одним неспаренным электроном. Его магнитные свойства связаны с орбитальным движением электрона, а также с наличием некомпенсированного спинового магнетизма. При помещении парамагнитных частиц в постоянное магнитное поле происходят их две ориентации по полю или проти него, т.е. разность энергии их уровней составляет [c.81]

Магнитные свойства появляются вследствие вращательного движения электронов, так как движущийся электрический заряд создает магнитное поле. При этом любая частица с неспаренным электроном (атом, ион, свободный радикал) уподобляется маленькому магниту. Движение электрона в атоме по орбите вызывает появление орбитального магнитного момента, а спин электрона создает спиновый магнитный момент. В этой сложной системе магнитных моментов суммарный магнитный момент равен нулю, магнитные свойства вещества не проявляются. Но они начинают проявляться в постоянном магнитном поле. [c.330]

Различия в магнитных свойствах веществ связаны с электронным строением их составных частей — ато MOB, ионов или молекул. Если в частице все электроны спарены, то их магнитные моменты взаимно компенсируются и суммарный магнитный момент частицы равен нулю такая частица диамагнитна. Парамагнетизм проявляется частицей при наличии в ней одного или нескольких неспаренных электронов. Суммарный магнитный момент такой частицы не равен нулю с увеличением числа неспаренных электронов он возрастает. [c.207]

Весь комплекс характерных свойств металлов предопределяется общей всем им особенностью внутреннего строения. Неметаллические тела слагаются либо из ионов, либо из ковалентно связанных атомов каждый электрон в них локализован, как бы закреплен в пространстве, принадлежит какому-то определенному атому или паре атомов (в случае ковалентной связи). В металлах же часть валентных электронов отщеплена от атомов и обладает свободой перемещения между атомами. Металлы построены, таким образом, из ионов и блуждающих между ними электронов. Отсюда и высокая электропроводность металлов. Присутствием свободных электронов объясняется и высокая теплопроводность металлов, а также их высокая отражательная способность по отношению к электро- магнитным волнам, т. е. непрозрачность и характерный блеск металлов. Наконец, наличие свободных электронов объясняет и свойственную металлам пластичность. При всякой насильственной деформации куска металла происходит смещение пластов из ионов относительно друг друга, но разрыва не происходит, так как электроны, соответственно переместившись, продолжают осуществлять связь между пластами металлических ионов. [c.612]

К., не содержащий примесей, с идеально правильной кристаллич. структурой, при абс. пуло должен быть совершенным изолятором. При темп-ре, отличной от абс. нуля, возникает собственная проводимость, причем носителями электрич. тока являются пе только свободные электроны, но и т. наз. дырки , образующиеся после ухода электронов. Дефекты структуры также влияют на электропроводность, вызывая обычно дырочную проводимость. Принимается, что для чистого К. при комнатной темп-ре уд. сопротивление должно составлять величину порядка 10 ом см. Электрич. свойства К. очень сильно зависят от примесей. Добавляя элементы V гр. периодич. системы, замещающие К. в решетке с освобождением электронов, получают кристалл К., к-рый проводит ток почти полностью с помощью электронов (т. наз. ге-тип проводимости) введение элемента III группы приводит к созданию дырочной проводимости (р-тии). Диэлектрич. проницаемость К. равна 12. К. диамагнитен, с атомной магнитной восприимчивостью —5,3-10 в. Для К. характерна прозрачность для длинноволновых ИК-лучей. Показатель преломления К. 3,87. Ат. радиус (при четверной координации и ковалентной связи) 1,175 А, ионный радиус 0,39A. Ввиду [c.402]

Метод магнитного разбавления широко и давно применяется при иоследоваиин магнитных свойств, когда хотят изучить магнитные свойства изолированных ионов в невозмущенном состоянии. С этой целью используют, немагнитный разбавитель магнитного компонента обычно требуется, чтобы немагнитный разбавитель обладал изоморфной структурой. Очевидно, что невозмущенное состояние может быть достигнуто при некотором эффективном разведении, причем только в том случае, если изоморфная среда не взаимодействует с разбавленным магнетиком. Однако трудно себе представить, чтобы внедренный в какую-то среду чужеродный атом не являлся сам по себе источником дополнительных локальных уровней в матрице. Поскольку адсорбент, используемый для приготовления катализаторов, вообще говоря, является диэлектриком, то введение в него какого-то количества нримесей меняет его диэлектрические свойства, и это, естественно, оказывает обратное действие на магнитные свойства. [c.217]

Из соответствующих комбинаций й- и /-орбиталей можно построить молекулярные орбитали, которые мсгут быть использованы для образования одной сг- и двух я-связей. При помощи этих представлений удалось подробно интерпретировать спектроскопические и магнитные свойства оксо-ионов, а также объяснить, почему увеличивается устойчивость в ряду и—Ат и почему не существует иона Ра0 2. Последнее обстоятельство связано с тем, что у Ра бй-уро-вень выше, чем 5/, тогда как у и(5/ 6 7наблюдается обратная картина, так что для Ра перекрывание 5/а—2ра-орбиталей металла и кислорода незначительно. Неустойчивость иона ио (см. ниже), вероятно, также обусловлена тем, что энергия 5/-электронов зависит от полного заряда, который и определяет перекрывание и—О. [c.539]

Электроны в металлах не принадлежат одному атому или иону, а двигаются по всему металлу. Теория металлов должна охватить такие свойства, как термодинамические характеристики (энергия решетки, теплоем-f o Tb и т. п.), электропроводность и другие явления переноса, магнитные свойства, прочностные и поверхностные характеристики, особенности проявления химической связи и др. [c.346]

В грйнс-октаэдрических молекулах Си(еп)2(ЫОз)2 [а) Си" образует две длинные связи Си—О в Си(Р(СеН5)з)2ЫОз имеется искаженная тетраэдрическая координация Си (6). Строение Со(МезРО)2(ЫОз)2 может быть также описано как тетраэдрическое, если рассматривать бидентатный ЫОз в качестве единого лиганда оптические и магнитные свойства этой молекулы (а также иона Со(ЫОз)4 ) подтверждают мысль о том, что атом металла находится в тетраэдрическом поле лигандов. [c.588]

Периода-шость. химических, оптических, электрических и магнитных свойств атомов разл шьрс элементов в зависимости от 2 связана со сходным строением внешних электронных оболочек, определяющих эти свойства. Эта периодичность сохраняется и ддя ионов. Теряя один электрон. ато.м по ряд> свойств становится подобным атомам предыдутцей гр тты. [c.25]

МОЖНО судить о характере дефекта. Так, изучение /-центров в кристаллах галогенидов щелочных металлов методом ЭПР показывает, что их электронная волновая функция является линейной комбинацией 5- и р-орбиталей электронов иона натрия при некотором перекрывании с волновой функцией иона галогена. Подобные исследования были проведены на простых полупроводниках при изучении различных дефектов, в частности кластеров, образующихся при взаимодействии дефектов (см. гл. 7). Было показано, что ЭПР —это уникальный метод идентификации структуры сложных дефектных центров. Например, при облучении кремния частицами с высокой энергией образуются дефекты, одним из которых, как показал анализ спектров ЭПР, оказался атом примеси кислорода, расположенный рядом с вакансией. Метод ЭПР применяется для детального исследования электронной структуры центров, например парамагнитного иона Мп + в инертной матрице А12О3, и позволяет объяснить некоторые важные оптические и магнитные свойства твердого тела. [c.84]

Физика явления. Основное условие ирименения метода ЭПР — наличие в исследуемой системе несна-реиных электронов с соответствующими магнитными моментами (свободные радикалы, ионы-радикалы, парамагнитные ионы). Появление магнитных свойств обязано вращательному движению электронов. Движущийся электрич. заряд создает магнитное ноле. Поэтому любая частица, имеющая неспаренный электрон — будь то атом, ион, свободный радикал,— подобна маленькому магнитику. Движение электрона в атоме по орбите приводит к появлению орбитального магнитного момента. Вращение электрона вокруг собственной оси — спин, создает спиновый магнитный момент. В отсутствии внешнего магнитного поля все магнитные моменты частиц имеют хаотич. направление и одинаковую энергию Е ,. Поэтому в сложной системе магнитных моментов суммарный магнитный момент равен О, и магнитные микроскопич. свойства вещества не проявляются. В постоянном магнитном поле пространственная ориентация магнитных моментов не может быть произвольной. Они ориентированы таким образом, чтобы их проекции на направление цриложенного поля принимали лишь нек-рые определенные значения. [c.481]

Образующаяся при хемосорбции связь может быть по характеру ионной или ковалентной и адсорбированный атом или молекулу можно рассматривать как адсорбированный ион или как адсорбированный диполь, в котором ориентация может быть по направленности по отношению к субстрату положительной или отрицательной в зависимости от природы химической реакции. Участвующие в ней электроны могут находиться на определенных энергетических уровнях во всем металлическом кристалле Дауден подчеркнул важность для катализа частично заполненных -уровней и в некоторых случаях перекрывания электронов 5-зоны проводимости с электронами -уровня. Согласно другой точке зрения, которая теперь все более и более подтверждается, большое значение имеет электронная перегруппировка с образованием одной или двух электронных связей, удерживающих данный специфический атом в кристалле. У катализаторов-металлов в образовании связей участвуют 5р-электроны и перекрывающиеся орбитали образуют 5р-резонансную связь. Кроме связывающих орбиталей, по мнению Полинга, имеются еще и несвязыва-ющие атомные -орбитали и металлические -орбитали, первые обусловливают те или иные магнитные свойства. [c.38]

Бредер с сотрудниками [111] исследовали поверхностные потенциалы и намагниченность с целью найти способ для различения ионной и ковалентной связей при адсорбции Н2 и О2 на никеле. В -зоне никеля, определяющей магнитные свойства этого металла, содержится 9,4 электрона, 0,6 дырки и 0,6 неспаренного электронного спина на каждый атом. Измерения поверхностных потенциалов проводились на напыленной никелевой пленке, а намагниченность изучалась на никель-кремне-земном катализаторе, свойства которого считались вполне сравнимыми со свойствами металлической пленки. [c.126]

Как и при измерении магнитной восприимчивости, здесь наблюдаются два основных случая. В первом—энергия, связанная с кристаллическим полем, намного больше спин-орбитального взаимодействия электронов. Это наблюдается у переходных элементов, обладающих -электронами, и когда -электроны находятся в поле кристалла. Основным результатом является такая компенсация орбитального момента количества движения электронов, что магнитные свойства определяются в первую очередь спином неспаренных электронов. Во втором случае расш,енление Штарка, вызванное полем кристалла, является незначительным возмущением, по сравнению со спин-орбитальным взаимодействием. Это наблюдается у лантанидных элементов, у которых 4/-элек-троны экранированы от электрических полей валентными электронами. В этом случае полный момент количества движения / сохраняется, и ион в кристалле ведет себя как свободный атом. [c.503]

Среда также определяет, хотя и в меньшей степени, магнитные свойства захваченных атомов. Изучение этих систем составляет содержание пятой главы книги. В этой главе сперва излагаются современные представления о влиянии среды на магнитные свойства, а затем описываются экспериментальные данные для атомов водорода, щелочных металлов, серебра и атомов и атомарных ионов элементов V, VI и VII групп периодической системы. Атом . серебра включены в эту главу, поскольку для них получены иные результаты, чем для атомов щелочных металлов, а также потому, что они являются связующим звеном с кодшлексами переходных металлов, [c.10]

У d-переходных металлов VHI группы происходит заполнение второй половины ( -оболочек при наличии одного или двух вцешних s-электронов. Свободный атом железа имеет внешнюю электронную конфигурацию d s . Известно, что в металлической решетке и расплавах железа два его s-электрона коллективизируются. Это означает, что образующиеся ионы Fe + имеют внешнюю оболочку из шести вытянутых по трем осям координат d-орбиталей, сходную с ортогональной р -оболочкой. Сближение ионов в результате взаимодействия с электронным газом может привести к перекрытию d-орбиталей и появлению обменных направленных связей, которые обусловливают объемноцентрированную кубическую структуру а- и 6-железа, а отсутствие перекрытия -орбиталей в промежуточном интервале температур отвечает плотной кубической упаковке псевдосферических й -ионов железа. До 768° железо вследствие спонтанного намагничивания доменов является ферромагнетиком, до 910° электроны на d-уровнях не имеют парных спиновых связей. Вследствие отсутствия спиновой связи в d -оболочке, d-орбитали оказываются сильно вытянутыми и перекрываются, что приводит к обменному взаимодействию и к объемноцентрированной структуре а-железа. При 910° происходит полная потеря магнитных свойств, обусловленная образованием трех пар электронов с антипараллельными спинами в d -оболочке. Появляющаяся дополнительная компонента спиновой связи вызывает повышение общей энергии связи электронов, находящихся на d-уровне, и приводит к сокращению d -o6ono4eK. Пререкрытие d-орбиталей исчезает, и й -оболочки ведут себя как псевдосферические, что приводит к появлению плотной кубической упаковки у-железа. Поскольку концентрация свободных электронов слабо зависит от температуры и остается постоянной (2 эл атом) в широком интервале температур, включая жидкое состояние, межатомные расстояния с повышением температуры увеличиваются сравнительно мало. Энергия же [c.226]

Последние два соединения легко образуют производные с сульфатом железа (И), в которых две полимерные единицы приходятся на один атом железа. Поэтому возможно, что железо здесь имеет координационное число шесть. Полимеры, содержащие железо, обладают необычными магнитными свойствами, они ферромагнитны. Вероятно, причину этого надо искать в спаривании атомов железа. Производные железа нерастворимы и не плавятся ниже 300°. Из-за нейтральной природы основания Шиффа полимер с координационным железом представляет собою катион. Кроме того, имеются отдельные анионы, обусловливающие электроиейтральность всей системы. Такая ионная природа, без сомнения, оказывает влияние на свойства полимеров. В случае хлорида кобальта (II) с одним атомом кобальта связана только одна полимерная единица, поэтому предполагают наличие хлоридных мостиков между Двумя цепями, чтобы обеспечить кобальту его координационное число. Хотя полимерное основание Шиффа, полученное из бензидина, обладает малым сродством к железу (И), оно легко соединяется с хлоридом меди (II). Это объясняется различной стереохимией (октаэдрической и планарной) данных элементов. Более легкое взаимодействие железа (И) с полимерами на основе этилендиамина и гексаметилендиамина объясняется, вероятно, также пространственными отношениями. По мнению авторов, в полимерах на основе этилендиамина и гексаметилендиамина две последовательные тридентат-ные единицы могут выступать в качестве шестидентатного хелатного образования. [c.402]

Последняя из групп методов разделения объединяет. методы, основанные на различиях в свойствах ионов, ато.мов или молекул, проявляемых в пределах одной гомогенной системы при воздействии электрического, магнитного, гравитационного, теплового полей или центробежных сил. При этом не исключается возможность фазовых превращений при переводе исходной смеси веществ в то агрегатное состояние, в котором происходит разделение, или при выделении фракций ее отдельных компонентов. Эффект разделения достигается за счет различного пространственного перемещения веществ в пределах фазы, в которой происходит их разделение. Различия в скорости пространственного перемещения ионов, атомов или молекул будут проявляться в зависимости от их массы, размеров, заряда, энергии взаимодействия частиц с ионами и молекулами, образующими среду, в которой происходит разделение. Относительная роль тех или иных факторов в достижении конечного эффекта разделения, в свою очередь, зависит от природы действующих на них сил. Наиболее очевидный случай — электрофоретическое или, как его иногда называют, электромиграционнос разделение ионов в растворах за счет различных скоростей их движения в электрическом поле. Здесь важнейшими факторами оказываются размер и заряд иона. Различия в массе и заряде в наибольщей степени проявляются при воздействии па ионизованные частицы ускоряющего электрического поля и отклоняющего магнитного. Этот способ воздействия на систему лежит в основе масс-сепарационного метода. При разделении под воздействием центробежных сил — ультрацентрифугировании определяющим фактором оказывается масса молекул. [c.241]

Изучение (совместно с Евдокимовым, Зубовичем и Мальцевым [49]) магнитных и каталитических свойств слоев серебра, нанесенных на угле, Са304, ВаСОз, привело к обнаружению парамагнитной формы серебра в разведенных слоях, являющихся одновременно и слоями каталитически активньши. Эта парамагнитная форма может принадлежать только атомарному серебру, так как его остальные формы — кристаллическая и ионная — диамагнитны. Можно думать, что парамагнетизм свойствен единичному атому серебра, имеющему неспаренный электрон в 5 5 положении. [c.26]

Г. С. Агафонова подробно исследовала влияние магнитной обработки на свойства водного раствора ксантогената в присутствии кальцинированной соды[ 9, с. 227— 229 154]. Экспериментально установлено, что при добавлении соды (2—4 г/л) эффект магнитной обработки стабилизируется и усиливается. Существует предположение, что при изменении pH раствора изменяется степень диссоциации ксантогеновой кислоты, образующейся. в результате гидролиза ксантогенатных ионов. В этих условиях действие магнитных полей заметнее. Это предположение было проверено сравнением электронных (УФ) спектров поглощения растворов ксантогенатов до и после омагничивания. Эти спектры отражают внутримолекулярные взаимодействия, связанные с перераспределением электронной плотности в молекуле. Опыты убедительно показали, что после магнитной обработки значительно (на 7% абс.) возрастает интенсивность поглощения (частота максимума поглощения для группы С = 8 не меняется). Можно предположить, что после обработки электроны от двух равноценных атомов серы переносятся к одному атому серы в ксантогенате, что увеличивает количество групп С = 5 в растворе. [c.163]

Комплексы внедрения и нормальные комплексы. Атомные связи часто приводят к образованию особо прочных комплексных соединений. Не только радикалы, но и нейтральные группы, например NH3, связываются атомными связями с центральным атомом особенно прочно. В отличие от них такие координационные соединения, в которых существуют только ионные связи между сильно полярными молекулами и ионами (без значительной доли гомеополярности), в больпшнстве случаев обладают только свойствами относительно слабых комплексных соединений. В этом характерное различие между координационными или комплексными соединениями с ионным характером связей и со связями атомного типа. Последние, согласно Бильтцу (Biltz), называют комплексами внедрения, так как в случае атомных связей электронные оболочки центрального атома и лигандов взаимно проникают одна в другую. Наличие атомных связей между центральным атомом и его лигандами во многих случаях можно непосредственно доказать магнитными измерениями (см. ниже). Комплексы, в Которых связи электровалентны или обусловлены вандерваальсовыми силами или дипольным взаимодействием, обозначаются в отличие от комплексов внедрения как нормальные комплексы. Комплексами внедрения, вероятно, являются, как правило, такие комплексные соединения, которые имеют характер неэлектролитов (например, [СгС1з(КНз)з]). Помимо различной прочности связей, комплексы внедрения отличаются от нормальных комплексов также и тем, что в них центральный атом имеет почти всегда постоянное координационное число, в то время как в нормальных комплексах координационные числа обычно колеблются и состав этих комплексов зависит от соотношений, в которых брали для их получения составные части. [c.443]

Несмотря на казалось бы убедительные приведенные выше данные по самодиффузии воды в растворах электролитов, вряд ли можно однозначно говорить о разрыхляющей или связывающей способности именно данного иона, а не всей соли. В этом смысле очень характерны эксперименты по исследованию диа- и парамагнетизма отдельных солей в кристаллическом состоянии и в растворе. Заметим, что диамагнетизм является неотъемлемым свойством любых атомов (а, стало быть, и молекул) и основан на теореме Лармора. Теорема Лармора утверждает, что в присутствии магнитного поля Н угловые скорости всех электронов изменяются на одну и ту же величину. Иными словами, вся совокупность электронов прецессиру-ет как целое вокруг направления поля Н с постоянной угловой скоростью UU = еН/2тс. И в присутствии поля атом приобретает магнитный момент [c.151]

Система никель — водород в связи с ее значением в каталитическом гидрировании олефинов является одной из систем, которая наиболее полно изучена с помощью измерений магнитной восприимчивости. При адсорбции наблюдается уменьшение намагничиваемости иримерно на один магнетон Бора. Это может происходить либо вследствие образования ковалентной связи И — N1, либо вследствие образования положительного иона Н+ — N1 (см. [323]). Однако уменьшение намагничиваемости еще не позволяет различить эти две возможные поверхностные формы. Просто это означает, что происходит спаривание -электронов металлов. Другие данные (термохимические вычисления, описанные в разд. 2.2.1.1) исключают возможность образования на новерхности ионов Н+ или Щ. Следовательно, уменьшение намагничиваемости означает образование ковалентной связи. В общем Селвуд и сотрудники показали, что поверхности металлического никеля обладают следующими свойствами 1) на новерхности катализатора гидрирования количество мест, доступных для адсорбции водорода, в три или четыре раза превышает количество центров адсорбции этилена 2) при адсорбции сероводорода имеет место диссоциация, в результате которой иа новерхности появляются два адсорбированных атома водорода и атом двухвалентной серы 3) энергия связи окиси углерода с поверхностью зависит от размеров частиц никеля и степени покрытия поверхности 4) при хемосорбции двуокиси углерода на никеле происходит образование двух связей на каждую адсорбированную молекулу (как это показано ниже), но максимальный объем, который может быть хемосорбирован при комнатной температуре, составляет только одну восьмую объема водорода, который может хемосорбировать та же поверхность. [c.123]

Физические и химические свойства. Компактный Т. — серебристо-белый металл. До 1400° устойчива кубич. гранецентрированпая решетка, а = 5,086А (25°) выше этой теми-ры кубич. объемноцентрирован-ная, а = 4,НА (1450°). Атомный диаметр Т. в а-форме 3,59А, в р-форме 3,5бЛ ионные радиусы ТЬ " 1,08 А, ТЬ +- 0,99А. Плотность Т. (рентгенографич.) 11,72 (25°) т. пл. 1750° т. кип. 3500—4200°. Теплота плавления <4,6 ккал/моль, теилота испарения 130— 145 ккал/моль (в точке кипения). Давление пара р мм рт. ст.) — 31800/2 +10 38. Термич. коэфф. линейного расширения 12,5-10 (25—100°). Ат. теплоемкость 6,53 кал/г-ат-град (25°). Теплопроводность 0,090 (20°) кал/см-сек-град. Уд. электросопротивление (13—18)-10 > ом-см (25°) термич. коэфф. электросопротивления 3,6-10 —4-10 . Т. парамагнитен уд. магнитная восприимчивость 0,54-10 (20°). Работа выхода электронов 3,51 0,05 эв. Лучеиспускательная способность твердого Т. ири длине волны 6670 А в пределах темп-р 1000—1700° составляет 0,38. При темп-ре 1,3—1,4° К Т. становится сверхпроводником. [c.111]

Смотреть страницы где упоминается термин Магнитные свойства атомов и ионов: [c.223] [c.570] [c.382] [c.361] [c.623] [c.306] [c.205] [c.306] [c.370] [c.131] [c.163] [c.275] [c.132] [c.124] [c.204] [c.204] [c.29] [c.243] [c.435] [c.538] [c.149] [c.194]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология