Имеется одно ядро со спином

Причина периодичности свойств элементов, открытая Д. И. Менделеевым, заключается, следовательно, в том, что по мере возрастания числа электронов, окружающих ядро, наступает такая стадия, когда заканчивается заполнение данного электронного слоя и начинается заполнение следующего. При этом элементы с одним, двумя, тремя и т. д. электронами в этом новом наружном слое воспроизводят химические свойства элементов, имевших также один, два три и т. д. электронов в предшествовавшем, теперь уже глубинном слое. Причина послойного расположения электронов в атоме стала ясна в 1925 г., когда Паули сформулировал принцип запрета , согласно которому на одном энергетическом уровне (в атоме, молекуле) может находиться не более двух электронов, причем эти электроны должны иметь противоположно ориентированные спины. Периодически меняются не только химические свойства элементов, но и многие их физические свойства, такие как атомный объем, коэффициент объемного сжатия, коэффициент теплового расширения, электропроводность, температура плавления и т. п., т. е. именно те свойства, которые связаны главным образом с наружными электронными слоями, тогда как свойства, связанные с глубинными слоями, меняются монотонно без какой-либо периодичности (атомная масса, характеристи- [c.7]

Для образования ковалентной связи необходимо, чтобы орбиталь одного атома перекрывалась с орбиталью другого каждая орбиталь должна иметь один электрон. При этом происходит объединение двух атомных орбиталей с образованием одной орбитали связи, которая занята обоими электронами. Два электрона, занимающие орбиталь связи, должны иметь противоположные спины, т. е. должны быть спаренными. Каждый электрон находится на общей орбитали, и его можно рассматривать как принадлежащий обоим атомным ядрам. [c.16]

Согласно принципу Паули, таких электронов может быть два. Обладая одинаковыми значениями первых трех квантовых чисел, они будут иметь антипараллельные спины (направленные в противоположные стороны). Таким образом, после того как один электрон из /С-оболочки будет выбит, второй будет экранировать ядро, эффективный заряд которого будет, следовательно, не 2, а 2— 1. [c.455]

Для правильной интерпретации таких измерений нужна дополнительная информация другой эксперимент для сравнения, например, по методу Белла и Сондерса или уверенность в том, что использующийся для измерения ЯЭО протон не изолирован от других источников кросс-релаксации. Второе условие выполняется при наличии в молекуле как минимум еще одного спина (рис. 5.9,6). Пусть три протона находятся на одной линии и один из крайних (Нд) находится ближе к центральному (Нд), чем другой (Н(-). Облучение Нд будет давать значительное повышение интенсивности сигнала Hr, поскольку он ближе, чем Н . и преобладает его кросс-релаксация. По этой же причине облучение будет давать небольшое увеличение сигнала Нц. Сравнение данных двух экспериментов позволяет нам с очевидностью сделать вывод об относительных межъядерных расстояниях. Однако облучение даст похожие увеличения сигналов Нд и Н , поскольку с их точки зрения Нц-единственный ближайший протон поэтому такое измерение делать бесполезно. Это подтверждает тот факт, чго в общем случае ЯЭО между двумя ядрами неодинаков в различных направлениях, так как каждое ядро может иметь различные связи с другими источниками релаксации. [c.163]

Е. В. Л у н н н а, В. Б. Г о л у 6 е в (Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, химический факультет). Нами была изучена адсорбция акцепторных органических молекул хинонов на поверхности окиси алюминия. Оказалось, что в определенных условиях почти все изученные нами хиноны от фторанила, одного из сильнейших акцепторов, до антрахинона, акцепторные свойства которого незначительны, содержат в спектрах ЭПР один и тот же широкий сигнал, состояш ий из шести компонент равной интенсивности. Спектр резко отличается от спектров соответствующих семихинонов по величине полного расщепления (— 50 а) и сверхтонкой структуре и не содержит расщепления от кольцевых атомов водорода и фтора. Такой спектр может возникнуть только в результате контактного взаимодействия неспаренного электрона, локализованного вблизи атома алюминия, с ядром атома алюминия (s = Д). Интегральная интенсивность спектра примерно одинакова для разных хинонов и составляет 10 спин/г. [c.233]

Главное квантовое число п определяет расстояние электрона от ядра, т. е. его расположение в электронных оболочках Е, Ь, М, В, О, Р VI т. д., которые характеризуются значениями п = , 2, 3, 4, 5, 6 и т. д. Каждому числу п принадлежит побочное квантовое число I, которое может иметь значения О, 1, 2. . . п— 1. Оба числа характеризуют так называемый электронный уровень. При описании электронной структуры побочное квантовое число обозначается буквами, а именно для значения О принята буква для 1 р для 2 — (1, для 3 — / и т. д. Например, электронный уровень с главным квантовым числом 4 и побочным 3 обозначается 4/. Магнитное число т может получать значения —I, —1, О, I— 1, всего 21А- 1 значений. Приведенные три квантовых числа характеризуют орбиту электрона. На каждой орбите может быть не более двух электронов, отличающихся один от другого спиновым числом. Спин электрона [c.20]

После отнесения сигналов на основании химических сдвигов следует определить число неэквивалентных ге-минальных и вицинальных протонов, находящихся в спин-спиновом взаимодействии с каждой из выявленных групп протонов. Это определение производится по структуре сигналов, учитывая, что в спектрах первого порядка взаимодействие с п протонами приводит к расщеплению сигнала на п - - 1 линий. Так, дублетный сигнал ( +1 = 2) указывает, что на расстоянии двухтрех ковалентных связей от протона или протонов, дающих этот дублет, находится один структурно неэквивалентный протон. Триплетный сигнал ( + 1 = 3) свидетельствует о наличии по соседству двух протонов и т. д. При таких заключениях следует иметь в, виду, что протоны, участвующие в быстром межмолекулярном обмене, дают синглетные сигналы вне зависимости от их ближайшего окружения и не расщепляют сигналы других протонов. Надо также учитывать, что магнитные ядра с большим значением электрического квадрупольного момента (например, хлор, бром, а также азот) не вызывают расщепления сигналов соседних протонов из-за так называемой квадрупольной релаксации. [c.84]

Молекула, общий электронный спин которой равен единице (5 = I), находится в триплетном состоянии. Название триплет-ное означает, что в данном состоянии имеются три различных подуровня, или состояния, с почти одинаковой энергией. В атоме эти подуровни можно различать по проекции спинового углового момента 3 на выбранную ось собственные значения проекции 5 составляют +1,0 или —1. Подобно тому как радикал со спином /г должен иметь нечетное число электронов, так и молекула в триплетном состоянии должна иметь четное число электронов, и часто говорят, что она должна иметь два неспаренных электрона. Чтобы понять это более четко, представим, что электронная структура молекулы создается последовательным добавлением электронных оболочек к голым ядрам. Каждая внутренняя оболочка заполнена двумя электронами с противоположными спинами, и все спины внутренних оболочек спарены. Далее идет оболочка валентных электронов, в которой одни орбитали заняты парой электронов, а на других находится только один электрон. Электроны этих неполностью занятых орбиталей взаимодействуют друг с другом и дают общий спин 5. Например, две орбитали могут дать синглетное состояние (5 = 0) или триплетное (см. приложение III). [c.154]

Если наряду с разницей -факторов синглет-триплетные переходы индуцируются и изотропным сверхтонким взаимодействием, то зависимость вероятности рекомбинации от поля может иметь более сложный характер, так как для некоторых конфигураций ядерных спинов с ростом напряженности магнитного поля матричный элемент синглет-триплетного смешивания проходит через нуль (см. (1.89)). Например, в табл. 1.6 приведены зависимости вероятности рекомбинации от поля, когда один из неспаренных электронов РП взаимодействует с одним магнитным ядром со спином 1/2 константой А. В полях с напряженностью I— г вероятность рекомбинации РП проходит через экстремум. Для радикалов с большим числом магнитных ядер вероятность рекомбинации может проходить через несколько максимумов и минимумов при изменении напряженности магнитного поля. [c.58]

В предыдущих главах подобная процедура применялась к атомам. В результате рещения уравнения Шредингера для атома водорода был получен набор допустимых волновых функций, которые описывают разрешенные атомные энергетические уровни, или атомные орбитали (15, 25, 2р и т.д.). Другие атомы оказалось возможно рассмотреть таким же образом, причем количество атомных орбиталей осталось тем же, что и в атоме водорода, но их энергии изменились из-за увеличения заряда ядра и присутствия других электронов. Электроны рассаживаются на доступные атомные орбитали один за другим в соответствии с принципом построения, согласно которому каждый электрон занимает самую низкую по энергии свободную орбиталь. На каждой орбитали, как требует принцип исключения Паули, размещается не более двух электронов (спиновые квантовые числа их должны иметь разные значения). При наличии нескольких доступных орбиталей с одинаковой энергией (т. е. вырожденных) действует правило максимальной мультиплетности Хунда например, конфигурация основного состояния атома азота имеет вид 8 28Чрг12ру2рг, а Н8 18 28" (2рхУ 2ру), тзк как при этом число параллельных спинов максимально. [c.60]

Рекомбинация РП в слабых магнитных полях. Как уже отмечалось, приближенные расчеты широко применяются для оценки магнитных и спиновых эффектов при рекомбинации радикалов в слабых магнитных полях. Полевая зависимость вероятности рекомбинации РП с одним магнитным ядром со спином 1/2 в рамках модели ККО и диффузионной модели Адриана найдена в работах [48, 61]. В работах [48, 61—63] для ряда модельных РП исследована динамика спинов в нулевом и сильных магнитных полях и найдены вероятности рекомбинации РП. В работах [62, 63] анализируется синглет-триплетная эволюция в РП, в которых каждый из партнеров может иметь по несколько эквивалентных (с одина-ковы.ми константами СТВ) магнитных ядер. [c.82]

Следует отметить, что только что описанный метод является весьма удачным методом расчета молекулы водорода. В общем случае более сложных молекул можно исходить из представления о двух ядрах, больших, чем протон, и строить оболочки для этого случая, как это уже было сделано при решении задачи с одним ядром. Возбужденные состояния молекулы являются состояниями, в которых один или несколько электронов находятся не на низших возможных орбитах. Если, например, в молекуле водорода один из электронов находится в состоянии, рассмотренном в связи с молекулярным ионом водорода, и характеризуется функцией Фа -ЬФв, а второй находится в состоянии, выражаемом функцией фд—фв, что, как было показано в 10.4, соответствует более высокой энергии, то молекула водорода будет находиться в возбужденном состоянии. Однако точное соответствие между возбужденным состоянием, получаемым таким путем, и состоянием, рассмотренным в 10.3, не может быть установлено. Это обусловлено тем, что оба пути описания молекулы основаны на разных приближенных допущениях и вследствие этого точное совпадение оказывается невозможным. Практически метод, описанный в этом параграфе, дает, повидимому, больше неустойчивых состояний при исходных волновых функциях фд и фв, чем метод 10.3, так как можно полагать, что функция фд Ч-фв переходит в функцию 15-состояния гелия, если ядра совмещены, а функция Фа — фв переходит в функцию одного из 2р-состояний гелия. Если имеются два электрона с противоположными спинами в фд -Ь фв -состоянии, то получается 1 или основное состояние гелия. Однако, если имеется один электрон в фд - - фв -состоянии, а второй в Фа— фв-состоянии, то поскольку фд + Фв —>-Ф и фд —фв —> ш (где ф и (О имеют значения, приписанные им в 10.1, причем ф представляет [c.144]

Спектр протонного магнитного резонанса (рис. 66) показывает, что справедлива ормула II. Напомним, что ядра Р имеют спин но их сигналы в спектре ЯМР лежат совсем в другой области, чем сигналы протонов. Спин-спиновое взаимодействие между Н и Р такого же порядка, как и менаду протонами. Формула I отпадает потому, что тогда спектр должен содержать два экиивалептных протона и, следовательно, им должен отвечать один мультиплет (из восьми линий). В действительности имеется два мультиплета. В мультиплете протона В должно быть восемь линий (расщепление сигнала на трех ядрах фтора СРз-группы и на ядре фтора —СР-группы каждого из этих сигналов). В мультиплете протона А должно быть 14 линий но не все видны на спектре в связи с тем, что крайние линии муль гиплета малоинтенсивны. [c.604]

Эквивалентные или энантиотопные ядра (т. е. ядра, которые могут обмениваться друг с другом при помощи операций симметрии) одинаково экранированы в ахиральных растворителях, и, следовательно, они должны иметь в ЯМР-спектре один и тот же химический сдвиг. В этом случае говорят, что химические сдвиги ядер эквивалентны или что ядра изохронны . Однако в хиральных растворителях энантиотопные ядра будут находиться в различных (диастереомерных) окружениях и в принципе будут иметь разные химические сдвиги. Неэквивалентность химических сдвигов у таких ядер наблюдали для энантиотопного фтора [14] и водорода [15]. Трифторметильные группы в 2,2,2-трифтор-1-фенилэтаноле энантиотопны при внешнем сравнении. Резонансные сигналы фтора в рацемическом 2,2,2-трифтор-1-фе-нилэтаноле в ахиральных растворителях (четыреххлористом углероде и i Z-a-фeнилэтилaминe) представляют собой дублет (спин-спиновое взаимодействие Н — Р), в то время как в хиральном растворителе (в оптически активном а-фенилэтиламине) они появляются в виде двух дублетов одинаковой интенсивности [14]. В оптически активных растворителях различие в химических сдвигах энантиотопных атомов фтора не зависит от оптической чистоты растворенного вещества, но зависит от оптической чистоты растворителя. Можно ожидать, что это различие будет весьма мало (в данном случае Лг = 0,04 м. д.). Наоборот, отношение интегральных интенсивностей обоих дублетов равно отношению количеств энантиомеров в растворенном веществе и не зависит от природы или оптической чистоты растворителя. Аналогична энантиотопные протоны метиновых групп в энантиомерах пзо-пропилфенилкарбинола [15] изохронны в ахиральных растворителях, однако химические сдвиги этих протонов в хиральном рас- [c.31]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология