Квадрупольный момент ядра

Наряду с энергией связи и стабильностью ядер больщое значение в химических процессах имеют также магнитный и электрический моменты ядра. Спин ядра складывается из спинов нуклонов С/2Й) таким образом, что составляет четное или нечетное число, кратное исходному спину /гй. Поэтому спин ядра может для разных элементов меняться от О до 4,5. Он проявляется в сверхтонкой структуре атомных спектров и является основой метода ядерного магнитного резонанса. Так называемый квадрупольный момент ядра Q отражает асимметрию распределения заряда в ядре. Он особенно важен при взаимодействии между неполярными молекулами (например, молекулами СОг в газовой фазе). Q дает также информацию об отклонении ядра от сферической формы. [c.35]

Разность энергий между различными уровнями и, следовательно, частота перехода зависят как от градиента поля создаваемого валентными электронами, так и от квадрупольного момента ядра. Квадрупольный момент eQ является мерой отклонения распределения электрического заряда ядра от сферически симметричного. Для данного изотопа величина eQ постоянна, и для многих изотопов она может быть получена из различных источников [5, 6]. Величина еЦ может быть измерена в экспериментах с атомными пучками. Размерностью eQ является заряд, умноженный на квадрат расстояния, но чаще квадрупольный момент выражают через О в см . Например, квадрупольный момент Q ядра - С с ядерным спином 1 = 3/2 составляет —0,0810 см отрицательный знак указывает на то, что распределение заряда сжато относительно оси спина (см. рис. 7.1). [c.266]

Электронное окружение квадрупольного ядра в молекуле, не обладающее сферической симметрией, создает неоднородное электрическое поле, которое характеризуется градиентом напряженности электрического поля на ядре (рис. IУ.2). Имеет место взаимодействие ядра, обладающего электрическим квадрупольный моментом eQ с градиентом поля ед. Энергия этого взаимодействия зависит от ориентации эллипсоидального квадрупольного ядра относительно системы главных осей тензора градиента электрического поля, а ее мерой является константа квадрупольного взаимодействия Аналогично тому как квантуется энергия вращающегося электрона в поле положительного ядра, квантуется и энергия квадрупольного взаимодействия. Иными словами, возможны различные квантованные ориентации ядерного квадрупольного момента и соответствующие квадруполь-ные уровни энергии. Эти уровни присущи данной молекулярной системе, т. е. являются ее свойством, в отличие от зеемановских уровней ядер и электронов в спектроскопии ЯМР и ЭПР, которые появляются при воздействии внешнего магнитного поля. Разности энергий, как и сами энергии квадрупольного взаимодействия, зависящие от электрического квадрупольного момента ядра eQ и градиента неоднородного электрического поля е , невелики, и переходы соответствуют радиочастотному диапазону 1(И, 10 Гц, Прямые [c.90]

Изотопические эффекты в твёрдых телах, являясь чисто квантовыми эффектами, обусловлены почти исключительно различием в массах изотопов. Именно они и будут рассмотрены в настоящем обзоре. Другие физические величины, которые имеют разные значения у разных изотопов, такие как магнитный и квадрупольный моменты ядра, сечения поглощения и рассеяния нейтронов, практически не оказывают влияния на свойства твёрдого тела как такового [1]. Твёрдые изотопы гелия Не и Не — квантовые кристаллы — практически не рассматриваются в этом разделе, поскольку имеется достаточное количество литературы обзорного характера на эту тему (см., например, [c.63]

Первый член в выражении (1У.5) описывает взаимодействие квадрупольного момента ядра с неоднородным электрическим полем в точке Х1=Х2=Хз=0 и обусловливает квадрупольное расщепление энергетического уровня ядра на два или несколько подуровней. Введя [c.93]

Следует заметить, что хотя сами квадрупольные энергетические уровни обусловлены взаимодействием электрического квадрупольного момента ядра с неоднородным электрическим полем, индуцированные переходы между ними связаны с взаимодействием магнитного момента ядра с переменным (радиочастотным) магнитным полем, так как энергия взаимодействия квадрупольного момента с электрическим полем в 10 раз меньше энергии магнитного дипольного взаимодействия. [c.97]

Почему для описания квадрупольного момента ядра, величины вообще тензорной, достаточно одного параметра О [c.132]

Если учесть возможное отклонение распределения заряда ядра от сферической симметрии (квадрупольный момент ядра), то тензор ар вследствие вращательной симметрии ядра можно представить в виде [c.198]

Если тензор квадрупольного момента ядра не сферический и не аксиально симметричный, то для учета асимметрии вводят величину, называемую параметром асимметрии. Эта величина обычно обозначается т] и равна [c.206]

Искажение внутренних электронных оболочек под влиянием квадрупольного момента ядра и внешнего заряда. [c.743]

При описании парамагнитной релаксации мы не принимали во внимание квадрупольный момент ядра, который порождается отклонением распределения ядерного заряда от сферической симметрии. Ядра со спиновым числом У, большим 1/2, обычно обладают квадрупольным моментом. Такие ядра взаимодействуют с неоднородным внутрикристаллическим полем, магнитные подуровни энергии возмущены этим взаимодействием неодинаково (рис. 159), и в результате ядерная магнитная резонансная линия для кристаллического образца расщепляется на ряд составляющих линий [10—13]. [c.378]

Электрическое квадрупольное взаимодействие возникает вследствие взаимодействия квадрупольного момента ядра б с градиентом электрич. поля д, создаваемого электронной оболочкой атома или кристаллич. решеткой твердого тела, в результате чего в спектрах поглощения наблюдается не одна, а неск. линий. Если спин ядра /> /2. а это взаимод. приводит к расщеп- [c.38]

Здесь Qk — ядерный квадрупольный момент ядра к. [c.73]

Сам по себе резонанс на ядрах азота не играет большой роли в исследовании полимеров, однако влияние на присоединенные к нему протоны полиамидов, полипептидов и белков представляет большой интерес и является предметом многочисленных исследований (см. гл. 13 и 14). Константа спин-спинового взаимодействия с непосредственно присоединенными протонами составляет 50—65 Гц. (Соответствующие константы для —Н-взаимодейст-вия пропорциональны константам —Н . коэффициент пропорциональности 1>41.) В разд. 1.10 мы уже отмечали, что при тетраэдрической симметрии молекулярного окружения (как, например, в КН4) не возникает эффективной связи электрического поля молекулы с квадрупольный моментом ядра В этих усло- [c.52]

Величина Q определяет квадрупольный момент ядра, равный Qe, где в —элементарный заряд. [c.353]

Изотопные эффекты, несмотря на их малость, отчётливо проявляются и в оптических спектрах атомов и молекул. Причинами их возникновения являются, с одной стороны, влияние на волновые функции атома его массы, практически полностью обусловленной массой ядра, что приводит к смещению спектральных линий при изменении числа нейтронов в ядре изотопа (возникновению так называемого изотопического сдвига), а с другой — взаимодействие атомных электронов с магнитным дипольным и электрическим квадрупольным моментами ядра, определяющее характер сверхтонкого рас- [c.29]

Помимо смещения спектральных линий, для атомов многих элементов изотопные эффекты проявляются и в характере сверхтонкого расщепления, обусловленного, как известно, взаимодействием оптических электронов с магнитным и квадрупольным моментами ядра, величина которых зависит от количества нейтронов в ядре при данном его заряде Z. Только для изотопов с чётно-чётными ядрами изотопные эффекты в спектрах ограничиваются изотопическим сдвигом, поскольку для них сверхтонкое расщепление, как правило, отсутствует из-за равенства нулю дипольного и квадрупольного моментов. Рассматриваемое взаимодействие приводит к расщеплению электронных уровней на несколько компонент, каждая из которых соответствует определённому значению полного момента атома Г, складывающегося из углового момента электрона Л и спина ядра I Г = Л +1. В случае чисто магнитного взаимодействия, когда влиянием квадрупольным моментом можно пренебречь, уровни энергии расщепляются на несколько подуровней с разными проекциями полного момента [c.31]

При J > 1 полное число компонент сверхтонкой структуры равно 2/ + 1, если же J < I, то число компонент равно 2J+ 1. Если же во взаимодействии оптических электронов атома с ядром существенную роль начинает играть квадрупольный момент ядра, то характер расщепления становится ещё более сложным. Величина сверхтонкого расщепления обычна весьма мала [c.31]

Согласно (23.7) взаимодействие квадрупольного момента ядра с электронной оболочкой WQ можно записать следующим образом [c.259]

Авторам остались неизвестными и обнаруженные позже аномалии в сверхтонкой структуре, которые привели к открытию квадрупольного момента ядра. [c.7]

КВАДРУПОЛЬНЫЙ момент ЯДРА [c.434]

КВАДРУПОЛЬНЫЙ МОМЕНТ ЯДРА [c.434]

КВАДРУПОЛЬНЫЙ МОМЕНТ ЯДРА 435 [c.435]

Ядерный квадрупольный резонанс. Квадрупольный момент характеризует отклонение распределения электрического заряда ядра от сферической симметрии. Ядерный квадрупольный резонанс (ЯКР) можно наблюдать, если ядро находится в неоднородном электрическом поле. Тогда при взаимодействии градиента электрического поля с квадрупольным моментом ядра уровни энергии ядра будут расщеплены. Величина расщепления зависит от величины квадру-польного момента ядра и градиента поля. Если теперь на образец наложить переменное магнитное поле соответствующей частоты (перпендикулярное градиенту электрического поля), то под его воздействием магнитные моменты ядра будут изменяться и вещесл во станет поглощать энергию этого поля. [c.63]

Энергия квадрупольного взаимодействия д отлична от нуля только в том случае, когда не равен нулю интеграл (1У.6), т. е. распределение заряда ядра не имеет сферической симметрии. Наличие спина ядра / 1 придает распределению заряда ядра эффективно цилиндрическую симметрию. Если принять за главную ось эллипсоида вращения, представляющего тензор квадрупольного момента, ось = 2, то, учитывая, что ++ = ИМвбМ Qxx—Qvv = — Qzг 2. Таким образом, для определения квадрупольного момента ядра нужен, как уже говорилось, всего один параметр Q Qгz, а выражение энергии квадрупольного взаимодействия (1У.7) в координатах 1=х, у, г можно переписать в виде [c.93]

Как следует из теории ( 1), частоты ЯКР зависят от квадрупольного момента ядра и градиента электрического поля на ядре. Квадрупольные моменты ядер eQ меняются для элементов довольно закономерно по периодической системе, увеличиваясь сверху вниз по группам и справа налево по периодам, но с некоторыми исключениями. Изменение значений констант e qQ для атомов не симбат-но eQ, так как зависит также от электронной конфигурации атома, т. е. eqsLT. Например, eQ для элементов левых подгрупп больше, чем для правых, а e qQ, наоборот, для элементов правых подгрупп больше, чем для левых. У большинства квадрупольных ядер eQ>0. [c.98]

Для определения знака константы квадрупольного взаимодействия e qQ необходимо донолните.льно выяснить, какой из максимумов поглощения соответствует л-, а какой а-нереходу, если ранее проводимые эксперименты не содержат сведений о знаке квадрупольного момента ядра. [c.207]

Разность энергий между различными уровнями и, следова тельно, частота перехода зависят как от градиента электрического поля, так и от квадрупольного момента ядра. Для данного изотопа величина еО постоянная. Эта величина может быть измерена в экспериментах с атомными пучками. Размерностью eQ является заряд, умноженный на квадрат расстояния, но обычно квад-рунольнын момент выражают через Q в см . [c.330]

Ядро атома в общем случае может иметь электрический квад-рупольный момент. Квадрупольный момент взаимодействует с градиентом электрического поля. У 5-электронного облака нет градиента, поэтому 5-электрон не взаимодействует с квадрупольным моментом ядра, но р-электрон, орбиталь которого характеризуется градиентом, вступает в такое взаимодействие, ведущее к еще одному сверхтонкому расщеплению. Изучение сверхтонких взаимодействий помогает экспериментально решать вопросы о степени гибридизации той или иной орбитали. [c.82]

Электрич. взаилюд, квадрупольного момента ядра О с градиентом электрич, ноля в кристалле q, обусловленным несферически симметричными распределениями зарадов атомных электроиов и соседних ионов, Еслн mui лдра [c.324]

Р. изучает неск. типов переходов переходы между уровнями энергии, соответствующими вращат. движению молекул с постоянным электрич. моментом (см. Микроволновая спектроскопия), переходы, обусловленные взаимодействием электрич. квадрупольного момента ядра с внутр. электрич. полем в твердых телах (см. Ядерный квадрупо.пчый резонанс) и взаимодействием электронов проводимости с внеш. магн. полем (см. Циклотронный резонанс) переходы, обусловленные взаимодействием магн. моментов электронов или ядер с внеш. магн. полем в газах, жидкостях и твердых телах (см. Электронный парамагнитный резонанс, Ядерный магнитный резонанс). [c.171]

Хотя протон В амидной группе N—Н не участвует в быстрых обменных процессах, подобно протону в аминах, однако сигнал этого протона в спектре ЯМР также уширен. Такое уширение происходит вследствие взаимодействия с квадрупольным моментом ядра атома азота. Таким образом, уширенный синглет N—Н-груп-пы не является неразделенным мультиплетом, что позволяет идентифицировать сигнал атомов водорода, находящихся у связан- ного с азотом углеродного атома. Сигналы атомов водорода у такого углерода могут, однако, расщепляться в результате взаимо действия с протоном N—Н-группы [c.322]

Электрич. взаимод. квадрупольного момента ядра О с градиентом злектрич. поля в кристалле q, обусловленным несферически симметричными распределениями зарядов атомных электронов и соседних ионов. Если спин ядра I > 4i, это взаимод. приводит к расщеплению ядерного энергетич. уровня на подуровни, и в мессбауэровском спектре возникают неск. линий резонансного поглощения (рассеяния). По энергетич. расстоянию между этими линиями А = = BqQ (В — ядерная константа) и его температурной зависимости можно установить различия в заселенностях р-, d-, / -состояний мессбауэровского атома, характер и симметрию кристаллич. поля. [c.324]

При определении из сверхтонкого расщепления квадрупольного момента ядра возникают дополнительные трудности. Наличие QфO приводит к нарушению правила интервалов Ланде. Обычно эти отклонения невелики, особенно для легких ядер. В отдельных случаях (большие Q и маленькие 1) полностью меняется характер расщепления. В принципе по этим отклонениям можно определить Q, Для этого надо знать вторую производную электростатического потенциала ф"(0), создаваемога электронами в ядре. Хотя эта величина, или пропорциональная ей постоянная расщепления В, вычисляются в том же приближении, что и Л, ситуация здесь значительно хуже. Б настоящее время нет достаточно точных прямых измерений Q, которые бы позволили оценить точность этих расчетов и роль различных поправок. В частности, не вполне ясно, в какой мере и как надо учитывать поправку на поляризацию электронных оболочек ядерным квадрупольным моментом (так называемая поправка [c.270]

Суть явления состоит в том, что изменение взаимной ориентации распределенных зарядов атомного ядра и окружаюищх его электронов атомных оболочек имеет дискретный характер в силу квантовомеханич. причин. Это обусловливает появление уровней энергии, между к-рыми возможны переходы h Q (h — константа Планка, Vq— частота ЯКР). Мерой отклонения от сферич. симметрии в распределении электрич. заряда атомного ядра является его электрич. квадрупольный момент eQ е — заряд электрона, Q — квадрупольный момент ядра). Неоднородность электрич. поля, создаваемого электроиа.ми атомных оболочек и зарядами, лежащими вне атомного радиуса, характеризуется градиентом напряженности электрич. поля eq(j (тензорная величина). Наблюдаемые частоты ЯКР пропорциональны константе ядерного квадрунольного взаимодействия и за- [c.519]

Эффект квадрупольного момента. Ядра со спином >1, обладают квадрупольным моментом, который может взаимодействовать с флуктуирующими электрическими полями. Это взаимодействие облегчает переход энергии к ядру и от него и тем самым позволяет ядру осуществлять быстрые переходы между разрешенными энергетическими уровнями. Это вызывает уширение энергетических уровней, и спектры квадрупольных ядер всегда содержат широкие линии. Ширина последних уменьшается, если квадрупольные ядра находятся в симметричном электронном окружении. Спектр ядра со спином /г, которое связано с квадрупольным ядром, может состоять из частично сглаженных мультипле-тов. Они проявляются в спектре как широкие сигналы. [c.420]

Таким образом, мёссбауэровский спектр несёт информацию о произведении квадрупольного момента ядра и градиента электрического поля на нём. Это позволяет либо, зная У, определять квадрупольный момент ядра, либо, зная момент Q, исследовать градиент электрического поля в кристалле. Измерения градиента электрического поля на ядре позволяют извлекать важную информацию о классе кристаллической симметрии. Это оказывается чрезвычайно полезным, в частности, при исследовании фазовых переходов. [c.102]

Согласно (22.21) для состояний Sijz, p iz Q = 0. Формулой (22.21) определяется квадрупольный момент ядра в том случае, когда вне заполненных оболочек имеется всего один протон и/=у. Вычисление величины Q можно провести и в тех случаях, когда вне заполненных оболочек находится несколько протонов. Эти вычисления дают примерно такие же значения Q (по порядку величины), что и формула (22.21). [c.255]