Изотопы и ядерные спиновые изомеры

Для водорода характерен особый случай аллотропии (аллотропия -— свойство химического элемента существовать в виде нескольких форм простых веществ). Изотопы атомов Н, О и Т образуют двухатомные молекулы На, Ог, Тг, НО, НТ и ОТ, из них молекулы Hj, Ог и Тг существуют в двух ядерно-изомерных формах спина орто-форме и пара-форме. Существование двух модификаций молекул водорода связано с различной взаимной ориентацией ядерных спинов атомов и, следовательно, с различными значениями вращательных квантовых чисел, В молекулах пара-водорода ядерные спины антипараллельны и вращательные квантовые числа четные. Орто-водород имеет параллельные спины и нечетные квантовые числа. Ядерная спиновая изомерия является исходной причиной различных магнитных, спектральных и термических свойств обеих модификаций. Пара- и орто-модификации водорода обладают различ- [c.56]

К. Те вещества, которые при 0° К не образуют упорядоченных кристаллических твердых фаз, не имеют = О . В качестве примера веществ, не обладающих нулевой энтропией, можно привести смеси цис- и пгракс-изомеров, оптически активные изомерные вещества, образующие твердые растворы, и разупорядоченные твердые фазы. Абсолютное значение энтропии совершенного кристаллического вещества при температуре Т° К можно вычислить, интегрируя выражение (IV.4) в пределах от нуля до Г К и подставляя iS" = 0. Строго говоря, для расчета энтропии смесей нри 0° К необходимо использовать выражения типа (IV.5). Однако в простых химических реакциях соотношения изотопов и ядерных спиновых состояний не меняются, поэтому обычно такими вкладами в энтропию (и энергию Гиббса) пренебрегают. В таблицах, как правило, приводят практические значения энтропий, используемые в химической термодинамике. Все энтропии, приведенные в данной книге, являются практическими. [c.110]

Рис. 10. Хроматографическое разделение изотопов водорода и ядерно-спиновых изомеров [734, 739]

А. ИЗОТОПЫ И ЯДЕРНЫЕ СПИНОВЫЕ ИЗОМЕРЫ [c.9]

Рис. 36. Разделение ядерно-спиновых изомеров и изотопов водорода

Как известно, водород имеет три изотопа протий (Н), дейтерий (О) и тритий (Т). Кроме того, вследствие наличия различных спинов в молекулах водорода существуют две изомерных модификации—орто и пара. Таким образом, водород содержит довольно большое количество ядерных и спиновых изомеров, а именно 0-Н2, и-Нг, НО, о-Ог, п-Т>2, НТ, ОТ, 0-Т2 и /г-Тг- [c.5]

Рис. 14. Разделение изотопов и ядерных спиновых изомеров водорода на модифицированном стеклянном капилляре (Монке и Зафферт, 1962).

Разделение изотопов водорода и спиновых изомеров водорода относится к одной из наиболее удивительных возможностей газовой хроматографии [479]. В препаративных целях изотопы могут быть разделены методами фронтальной или вытеснительной хроматографии [713—718] на нанесенной на целит палладиевой черни. Последовательность выделения тритий, дейтерий, водород. В этом случае имеющийся НВ, соответственно НТ и ВТ, подвергаются диспропорционированию и никогда пе существуют в виде чистых фракций. Для аналитических целей более подходящим оказался проявительный метод. Разделение с успехом осуществляли на молекулярных ситах 5 Л ж 13 X [719—724], окиси алюминия [725—731], окиси алюминия с папесенными окислами трехвалентного хрома [727] и трехвалентного железа [72(1, 732—736] при температуре —196° С. хотя в некоторых случаях и при более высокой температуре —160° С [737] и при более низкой температуре, ниже —200° С [725, 731]. Ядерно-спиновые изомеры молено разделить лишь в случаях отсутствия катализаторов, обеспечивающих их равновесие при температуре опыта [738]. По этой методике р-водород элюируется перед о-водородом, а о-дейтерий перед р-дей- [c.279]

Первые опыты но формированию на внутренней поверхности стеклянных капилляров адсорбционного слоя были проведены Монке и Заффертом [23, 74]. Капилляры из иенского стекла заполняли целиком 12—17%-ным водным раствором аммиака, запаивали и нагревали 30 час. при 170—180° С. Затем вскрывали капилляр, удаляли избыток раствора и, медленно продувая инертный газ, нагревали до 180° С для удаления следов воды и аммиака. Как показали микроскопические исследования, в зависимости от условий обработки на поверхности капилляра образуется слой силикагеля толщиной 5—20 мкм. Такая природа этого слоя была подтверждена также методом ИК-спектроскопии. Обработанная таким образом колонка длиной 80 м позволила осуществить один из наиболее любопытных анализов во всей истории газовой хроматографии — разделить ядерно-спиновые изомеры изотопов водорода (рис. 36). [c.110]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология