Орбитальная направленность

Таким образом, собственный момент электрона может ориентироваться двумя способами по отношению к орбитальному. Направления этих моментов могут либо совпадать, либо быть противоположными. В первом случае проекция собственного момента на орбитальный равна + 72-/ /2я, во втором случае —72-/г/2л. Соответственно спиновое квантовое число может иметь лишь два значения ст = 1/2. [c.309]

Ферменты могут ускорять химическую реакцию путем оптимальной для реакции ориентации реагентов в активном центре [741, 742]. Такая ориентация может включать и орбитальную направленность точную взаимную ориентацию связывающих орбиталей атомов — партнеров по реакции [743, 744). [c.278]

Магнитное квантовое число. Пространственная ориентация орбиталей. Для характеристики пространственного расположения орбиталей (облаков) применяется третье квантовое число /П/, называемое магнитным. Оно имеет следующие значения О, 1, 2, 3, ..., / и определяет значение проекции орбитального момента количества движения на выделенное направление (например, на ось г) [c.18]

Если больше, чем время, необходимое для удаления образца из поля, то избыточная заселенность спинов -Ь 1/2 сохранится, но они будут прецессировать вокруг направления суммарного локального поля на ядре, возникающего за счет спин-орбитального взаимодействия с соседними протонами. По всему образцу намагниченность равна нулю, но если этот образец вновь поместить в магнитное поле, то в образце одновременно возникает намагниченность, причем не придется ждать столько же времени, сколько необходимо для процесса Т . Эта ситуация изображена на рис. 14.8 в той части, которая помечена как образец повторно внесен в поле . Интенсивность намагниченности можно измерить немедленно после повторного внесения образца в магнитное поле, используя 90 -ный импульс и измеряя кривую СИС (рис. 14.8). Если период времени между удалением образца из поля и повторным его внесением туда достаточно велик по сравнению с то намагниченность будет падать по мере рандомизации спинов. [c.280]

Момент импульса является вектором. Его направление опреде- ляется квантовым числом т.1, т. е., как уже указано выше, т/ характеризует расположение орбитали в пространстве. Направление вектора может быть задано величиной проекции на какую-либо ось, например на ось г (может быть найдена проекция орбитального момента импульса только на одну ось, нахождение других проекций не допускается соотношением неопределенностей если бы мы знали три проекции, то была бы известна траектория электрона). Проекция орбитального момента импульса электрона определяется соотношением [c.26]

Симметрия. В двухатомной молекуле между ядрами возникает сильное электрическое поле, направленное вдоль оси молекулы. Это направление (ось г) становится особым для молекулярного электрона и важнейшим из квантовых чисел становится магнитное квантовое число /л г = О, 1, 2,. .., 1, определяющее проекцию вектора I орбитального момента на ось молекулы. Взаимодействие электрона с осевым электрическим полем ядер значительно и зависит от абсолютной величины mi, но не от знака. Поэтому вводят квантовое число X = т,1. Состояния (МО) с разными К сильно различаются по энергии, представляя собой, по сути, отдельные энергетические уровни. В соответствии с квантовым числом X молекулярные орбитали двухатомных (и линейных) молекул обозначаются строчными греческими буквами [c.72]

В магнитном поле, создаваемом орбитальным моментом вектор 5 суммарного спина ориентируется согласно правилам квантования. Его проекция на направление поля [c.75]

Начиная с 50-х годов, получило развитие новое направление в разработке методов оценки реакционной способности молекул на основе представлений квантовой теории химической связи. Особенностью этого направления являются определение реакционных центров в молекулах исходя из молекулярной структуры и разработка методов оценки относительной реакционной способности молекул. Так, в методе Хюккеля реакционная способность молекул качественно характеризуется индексами реакционной способности плотностью электронного заряда, индексом свободной валентности, энергией делокализации и др. (см. 37). В методе МО ЛКАО была показана особая роль граничных молекулярных орбиталей. В 60-х годах Вудвордом и Хоффманом было сформулировано правило сохранения орбитальной симметрии в синхронно протекающих элементарных химических актах. Все эти положения получили логическое завершение в методе возмущенных молекулярных орбиталей (метод ВМО). [c.583]

Предположим, что неспаренный электрон локализован на рг-орби-тали атома кислорода. Внешнее поле Я, направленное параллель- ло оси X, приводит к орбитальному движению в плоскости уг. [c.227]

Статистика показывает, что по точности предлагаемые методы не уступают общепринятым, например, методами фотоэлектронной спектроскопии (ФЭС). Для зависимости (4.7) коэффициент корреляции 0,85 - довольно высокое значение. Из полученных результатов следует, что уравнение распространяется на вещества с ПИ < 9, 045 эВ, т.е. охватывает большинство органических веществ. С применением эффективных ПИ и СЭ был впервые доказан орбитальный контроль процессов карбонизации [12, 13, 19] и растворения нефтяных асфальтенов в органических растворителях [26-28]. Развиваемый в данной работе подход использован для направленного синтеза многокомпонентных систем и сольвентов и изучения сложных органических смесей [29]. [c.94]

Соединения водорода кислотного или потенциально кислотного характера, например вода Н2О, два атома водорода которой являются акцепторами электронов, с подходящими донорами электронов образуют водородные связи А — Н...В. Последние длиннее ковалентных, но несколько короче ван-дер-ваальсовских связей между молекулами А — Н и В. По своей природе они близки до-норно-акцепторным связям, усиленным электростатическим взаимодействием А —Н+...В , -де В может быть О, Ы, Р, а также С1, 5 и некоторые другие элементы. Очень важной особенностью водородной связи является то, что она всегда служит продолжением по прямой линии связи А — Н. Это обусловлено тем, что неподеленные электроны атома В находятся на вытянутых гибридных орбиталях зр, 5р2, зр , донорно-акцепторное взаимодействие устанавливается при условии копланарности связи А — Ни орбитальной оси неподеленных электронов В. Таким образом, водородная связь — это строго направленная связь. Энергия водородной связи невелика, обычно всего 3—7 ккал/моль. Но в твердых веществах, а также в растворах одновременно образуется множество водородных связен. Вот почему водородные связи прочно соединяют молекулы и вообще отдельные части структуры твердого вещества. Правда, даже при небольшом нагревании эти непрочные связи распадаются, что мы наблюдаем, например, при таянии льда или свертывании белка при нагревании. [c.89]

В атоме не может быть двух электронов, у которых были бы одинаковыми все четыре квантовых числа принцип Паули). Это означает, что на одной орбитали, характеризующейся определенными значениями главного, орбитального и магнитного квантовых чисел, могут находиться лишь два электрона с т = + 1/2 и —1/2 (с антипараллельными спинами). Электроны с противоположно направленными спинами, но одинаковыми значениями остальных квантовых чисел называются спаренными или неподеленной электронной парой. Принцип Паули позволяет рассчитать максимальное число электронов на каждом энергетическом уровне и подуровне в атоме. Максимальное число электронов на подуровне находят по формуле 2(2/+1). В соответствии с этой формулой на одной х-орбитали может находиться не более двух электронов (1=0), на трех р-орбиталях — не более шести [c.11]

Важно отметить, что Ь — векторная величина направление этого вектора перпендикулярно плоскости, в которой расположены векторы V и г. Определенной форме электронного облака соответствует вполне определенное знач е-ние орбитального момента количества движения электрона Ь. Но поскольку Ь может принимать только дискретные значения, задаваемые орбитальным квантовым числом I, то формы электронных облаков не могут быть произвольными каждому возможному значению I соответствует вполне определенная форма электронного облака. [c.53]

Выше отмечалось, что орбитальный момент количества движения электрона представляет собой вектор Ь, величина которого квантована и определяется значением орбитального квантового числа I. Из решения уравнения Шредингера вытекает, что не только величина, но и направление этого вектора, характеризующее пространственную ориентацию электронного облака, не может быть произвольным, т. е. квантовано. Допустимые направления вектора Ь и определяются значениями магнитного квантового числа гп1. [c.57]

Возможные значения проекции орбитального момента количества движения на выделенное направление движения, например на ось 2, оказываются равными соотношению к [c.222]

Квантовое число nii, определяющее направление вектора момента импульса, характеризует расположение орбитали в пространстве. Направление вектора может быть задано величиной проекции на какую-либо одну ось. Нахождение проекций на другую ось не допускается соотношением неопределенностей. Число значений магнитного квантового числа зависит от орбитального квантового числа и указывает на число орбиталей с данным числом /. Число орбиталей с данным значением I равно 2Z + 1. Например, м = 4 / = и — 1=4—1=3 nil будет иметь значения от О до rt /, т, е, 3, 2, 1, О, —1, —2, —3 число орбиталей с данным значением / равно 7, что подтверждается расчетом 2Z+1 =2-3+1 =7. Легко показать, что --состоянию отвечают одна орбиталь, р-состоянию — 3, -состоянию — 5. Общее число орбиталей данного энергетического уровня равно п . [c.225]

Диамагнетизм свойственен всем веществам. Упрощенно его возникновение можно представить следующим образом. При внесении в магнитное поле замкнутого электрического контура в нем возникает ток, что приводит к появлению вокруг контура магнитного поля, противоположного по направлению внешнему полю. Электронную орбиталь атома можно представить как контур при внесении вещества в магнитное поле, электронные орбитали всей системы электронов индуцируют магнитное поле, противоположное по направлению внешнему полю. Так возникает орбитальный магнетизм. [c.192]

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]

Электронные облака атомов, как показано выше (см. 3.6), имеют различную форму, поэтому их взаимное перекрывание может осуществляться разными способами в тех направлениях, где наложение орбитальных собственных функций наибольшее. [c.104]

Поскольку абсолютная величина т. не может превышать величину I [см. (1.69)1, соотношения (1.71) и (1.72) показывают, что величина проекции орбитального момента импульса всегда меньше его полной величины. Это также является следствием соотношения неопределенностей. Если бы проекция орб 1-тального момента на ось г была равна его величине, то мы знали бы, что его проекции на оси к и (/ равны нулю таким образом, были бы известны величина и точное направление вектора момента импульса электрона, а это противоречит соотношению неопределенностей. [c.45]

Проекция орбитального магнитного момента электрона на направление магнитного поля равна произведению магнетона Бора на магнитное квантовое число /П . [c.297]

Бора на несколько подуровней, лежащих очень близко друг к другу. При этом было получено приемлемое совпадение с экспериментально найденной тонкой структурой спектра водорода. Было обнаружено, что под действием магнитного поля спектральные линии расщепляются еще больше. Этот эффект, известный под названием эффекта Зеемана, иллюстрируется рис. 1-13, где изображено расщепление основного натриевого дублета. Для объяснения наблюдаемого явления потребовалось введение третьего квантового числа т, названного магнитным квантовым числом. Для описания положения электрона в пространстве нужно три координаты. Это как раз проявляется в трех степенях свободы и требует трех квантовых чисел для описания энергии электрона. Без пространственной ориентации расположение орбитальной плоскости электрона полностью произвольно, а третья степень свободы является вырожденной. Однако при наличии внешнего поля орбитальная плоскость электрона прецессирует вокруг направления поля, и потому вырождение будет сниматься. Третье квантовое условие подобно моменту количества движения имеет вид [c.37]

Кроме орбитального момента количества движения, определяемого значением I, электрон обладает и собстпенным моментом количества движения, что можно упрощенно рассматривать как результат вращения электрона вокруг своей оси. Проекция собственного момента количества движения электрона на избранное направление (например, на ось г) и называется спином. [c.84]

Для электрона характерно также вращение вокруг собственной оси, которое может пррисходить в двух взаимно противоположных направлениях. Возникающие при этом собственные магнитные моменты электрона имеют два значения в зависимости от того, совпадают они с ориентацией орбитального момента электрона или направлены в противоположную сторону. В связи с этим спиновоел ШЦОвое число т., может иметь значение + /2 или — /2- [c.40]

Книга всесторонне и доходчиво, а самое главное методологически правильно знакомит с теорией химической связи и результатами ее применения к описанию строения и свойств соединений различных классов. Сначала изложены доквантовые идеи Дж. Льюиса о валентных (льюис овых) структурах и показано, что уже на основе представлений об обобществлении электронных пар и простого правила октета при помощи логических рассуждений о кратности связей и формальных зарядах на атомах удается без сложных математических выкладок, как говорится на пальцах , объяснить строение и свойства многих молекул. По существу, с этого начинается ознакомление с пронизывающими всю современную химию воззрениями и терминами одного из двух основных подходов в квантовой теории химического строения-метода валентных связей (ВС). К сожалению, несмотря на простоту и интуитивную привлекательность этих представлений, метод ВС очень сложен в вычислительном отношении и не позволяет на качественном уровне решать вопрос об энергетике электронных состояний молекул, без чего нельзя судить о их строении. Поэтому далее квантовая теория химической связи излагается, в основном, в рамках другого подхода-метода молекулярных орбиталей (МО). На примере двухатомных молекул вводятся важнейшие представления теории МО об орбитальном перекрывании и энергетических уровнях МО, их связывающем характере и узловых свойствах, а также о симметрии МО. Все это завершается построением обобщенных диаграмм МО для гомоядерных и гете-роядерных двухатомных молекул и обсуждением с их помощью строения и свойств многих конкретных систем попутно выясняется, что некоторые свойства молекул (например, магнитные) удается объяснить только на основе квантовой теории МО. Далее теория МО применяется к многоатомным молекулам, причем в одних случаях это делается в терминах локализованных МО (сходных с представлениями о направленных связях метода ВС) и для их конструирования вводится гибридизация атомных орбиталей, а в других-приходится обращаться к делокализованным МО. Обсуждение всех этих вопросов завершается интересно написанным разделом о возможностях молекулярной спектроскопии при установленни строения соединений здесь поясняются принципы колебательной спектро- [c.6]

Возникающая в результате образования молекулярных орбиталей комплекса диаграмма энергетических уровней изображена на рис. 20-14. В ее нижней части находятся уровни шести связывающих орбиталей, заполненные электронными парами. Их можно пр)едставить как шесть электронных пар, поставляемых лигандами-донорами, и больше не обращать на них внимания. Точно так же можно исключить из рассмотрения четыре верхние разрыхляющие орбитали, являющиеся пустыми, за исключением предельных случаев сильного электронного возбуждения, которыми можно пренебречь. Несвязывающий уровень и нижний разрыхляющий уровень соответствуют двум уровням, и вд, к которым приводит расщепление кристаллическим полем (см. рис. 20-13). Мы будем продолжать называть их по-прежнему уровнями 12д и е даже в рамках молекулярно-орбитального подхода. Но важно отметить разницу в объяснении расщепления между этими уровнями. В теории кристаллического поля оно является следствием электростатического отталкивания, а в теории поля лигандов-следствием образования молекулярных орбиталей. Как мы убедились в гл. 12 на примере молекул НР и КР, теория молекулярных орбиталей позволяет охватить все случаи от чисто ионной до чисто ковалентной связи. Поэтому выбор между теорией кристаллического поля и теорией поля лигандов основан лишь на рассмотрении одной из двух предельных моделей связи. В комплексе СоР довольно заметно проявляется ионный характер связи, потому что, как можно видеть из рис. 20-14, орбитали лигандов располагаются по энергии ниже орбиталей металла и ближе к связывающим молекулярным орбиталям. Поэтому связывающие молекулярные орбитали по характеру должны приближаться к орбиталям лигандов, а это должно обусловливать смещение отрицательного заряда в направлении к лигандам. Таким образом, связи в данном случае должны быть частично ионными. [c.235]

Следовательно, функции и отвечают одному и тому же энергетическому терму Е , т. е. (при Л =7 0) соответствующие состояния, отличающиеся направлением проекции орбитального момента на ось молекулы, дважды вырождены. [c.196]

Анизотропия д-фактора возникает в результате взаимодействия сш1-нового углового момента с орбитальным угловым моментом. Спиновый угловой момент ориентируется в зависимости от направления поля, но орбитальный угловой момент, который связан с электронами, движущимися по молекулярным орбиталям, привязан к орбитальной волновой функции. Рассмотрим орбитальный вклад в момент электрона, находящегося на круговой молекулярной орбите, которая может прецесси-ровать вокруг оси г молекулы. На рис. 9.17 схематически показаны две [c.31]

Направление вектора орбитального углового мо.мента определяется правилом правой руки, зто направление противоположно направлению вектора магнитного момента электоона [c.31]

Здесь конфигурация расщепляется на компоненты и Поскольку два электрона находятся на стабилизованной Й1д-орбитали и только один электрон занимает дестабилизованную -орбиталь, молекула как целое стабильна. Чем это обусловлено, легко понять, если обратиться к простой электростатической теории кристаллического поля орбиталь, направленная на лиганд, дестабилизована, и чем ближе находится лиганд, тем вьипе энергия. Тетрагональное растяжение (удлинение двух связей М — Ь вдоль оси г и укорачивание четырех других связей вдоль осей X и V) дестабилизует 4 - ( Ьорбиталь и стабилизует орбиталь. Точно так же тетрагональное сжатие должно поднимать ,2 и понижать 2-у2. Ян и Теллер первыми отметили, что такое искажение нелинейной молекулы происходит в том случае, когда оно сопровождается понижением энергии. Таким образом предполагается, что ян-теллеровское искажение происходит всегда, если имеется орбитально вырожденное (Е или Т) состояние и если существует подходящее по симметрии колебание, позволяющее молекуле менять геометрию. Один неспаренный электрон на двукратно вырожденной паре е-орбиталей приводит к состоянию Е, а один или два неспаренных электрона на трехкратно вырожденных орбиталях г приводят к состоянию Т. [c.87]

По классическим представлениям взаимодействие внешнего магнитного поля со спиновым магнитным моментом электрона приводит к прецессии последнего вокруг направления внешнего магнитного поля. Через спин-орбитальное взаимодействие прецесси-рующий спиновый магнитный момент увлекает за собой орбитальный магнитный момент, индуцируя орбитальное движение в плоскости, перпендикулярной внешнему полю. Орбитальное движение вносит свой вклад в суммарный магнитный момент электрона, приводя к отклонению величины g от gs При этом -фактор описывается следующим выражением [c.226]

Внешнее поле, направленное по оси г, не приводит к орбитальному движеипю неспаренного электрона и gz = g. [c.228]

В сущности, согласно гипотезе Кошланда, повышение скорости реакции образования лактонов во внутримолекулярной реакции вызвано тем, что нути сближения реагирующих групп ограничены некоторыми вполне определенными направлениями в противоположность статистической ориентации, наблюдаемой при бимолекулярной реакции. Кошланд считает, что орбитальное управление способно объяснить, почему ферменты столь эффективны. Вероятно, ферменты выстраивают связывающие орбитали реагирующих молекул и каталитических групп с точностью, невозможной при обычном бимолекулярном столкновении в растворе. Фермент не только сближает субстраты, (эффект сближения Брюса) существует еще фактор ориентации, связанный с формой электронных орбиталей реагпиюнноспособных атомов. Это-то и должно вызывать уникалы, ю каталитическую активность ферментов. Удивительная каталитическая активность ферментов, следовательно, вытекает не только из их способности приблихоть реагирующие атомы, но также и направлять орби- [c.212]

Точки хх и Х2 на диаграммах соединяются волнистой линией, которой отвечает кулоновский потенциал взаимодействия под знаком интеграла в соответствующих матричных элементах. Энергетические знаменатели также связьшаются со структурой диаграммы линиям, идущим, например, вниз, сопоставляются орбитальные энергии со знаком плюс, а линиям, направленным вверх, - орбитальные энергии со знаком минус (рис. 16) . [c.261]

Кс1Ждому направлению вектора заданной длины (в рассматриваемом случае — орбитального момента количества движения) соответствует определенное значение его проекции на ось г. Из решения уравнения Шредингера следует, что эти направления могут быть только такими, при которых все проекции вектора Ь на ось г равны некоторой величине, умноженной на целые числа (положительные или отрицательные) или нулю. Эти значения и есть значения магнитного квантового числа ш . На рис. 2.19 представлен случай, когда I = 2. Здесь тог = 2, если направления оси г и вектора Ь совпадают т[ = —2, когда эти направления противоположны то = О, когда вектор Ь перпендикулярен оси г. Таким образом, магнитное квантовое число может принимать 21 Л- значений. [c.57]

Рассматривая / как полный момент количества движения, состояние электрона в атоме можно характеризовать следующими квантовыми числами главным квантовым числом я, орбитальным /, полным моментом количества движения / и проекцией полного момента на направление (например, оси г) внешнего магнитного поля. Иа какое бы направление внешнего магнитного поля ни проектиро-нался полный момент, его проекция может принимать лишь 2/+1 значений. Отсюда и максимально возможное число электронов в слое (см. табл. 3.1) равно 2п . [c.68]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология