Теория диа- и парамагнетизма

Свойство парамагнетизма легко объяснить, если предположить, что еще в отсутствие внешнего магнитного поля молекула обладает собственным магнитным моментом. При наличии поля магнитные моменты выстраиваются вдоль него, усиливая напряженность. При температуре, отличной от нуля, тепловые движения молекул нарушают строгую направленность моментов вдоль поля. Поэтому восприимчивость % зависит от температуры. Основанная на этой модели теория парамагнетизма подтверждается экспериментальными данными. [c.101]

Эти трудности преодолены в квантовой теории парамагнетизма. Магнитный момент атома может ориентироваться в магнитном поле (2J + 1)-Способами (см. 1). Вероятность каждой такой ориентации определяется формулой Больцмана [c.300]

Классическая статистическая теория парамагнетизма была предложена Ланжевеном [109]. В отсутствие магнитного поля 168 [c.168]

Совпадение формул определяется тем, что в данном случае речь идет о спине, равном 2 который может иметь только две ориентации во внешнем поле. Формула (8. 151) получается в квантовой теории парамагнетизма, классическая теория Ланжевена приводит, как известно, к иному выражению. Развитая нами поворотно-изомерная теория растяжения полимерных цепей также основывается на своего рода пространственном квантовании — звенья имеют дискретные ориентации в поле внешней силы. [c.408]

Изложенная теория парамагнетизма свободных атомов (ионов) с достаточно хорошей точностью применяется для описания магнитных свойств твердых тел с такими атомами (ионами). Б частности, было обнаружено, что в диэлектриках, содержащих редкоземельные ионы с частично заполненной /-оболочкой, закон Кюри хорошо выполняется. В табл. 11.2 приведены вычисленные по фор- [c.277]

Восприимчивость парамагнетиков положительна, поскольку в намагничивающем поле И магнитные моменты отдельных атомов и молекул частично выстраиваются вдоль поля. Такому выстраиванию препятствуют тепловые флуктуации. Классическая теория парамагнетизма приводит к следующей зависимости намагниченности М от отнощения а энергии магнитного момента х атома или молекулы в поле И к средней энергии теплового движения [c.193]

Однако экспериментально наблюдаемые длина связи и энергия связи для молекулы О2, как было показано выше, полностью согласуются с простейшей двоесвязной структурой 0=0=. В гл. 12 мы убедимся, что удовлетворительное объяснение парамагнетизма и характера связи в молекуле кислорода достижимо в рамках теории молекулярных орбиталей. [c.470]

С другой стороны, адсорбционная теория опирается на тот факт, что большинство металлов, подчиняющихся определению 1, являются переходными металлами в периодической системе (т. е. они имеют электронные вакансии или неспаренные электроны в -оболочках атома). Наличие неспаренных электронов объясняет образование сильных связей с компонентами среды, особенно с Оа, который также содержит неспаренные электроны (что приводит к появлению парамагнетизма) и образует ковалентные связи в дополнение к ионным. Кроме того, переходные металлы имеют высокую температуру возгонки по сравнению с непереходными, что благоприятствует адсорбции компонентов окружающей среды, так как атомы металла стремятся остаться в кристаллической решетке, а образование оксида требует выхода из нее. Образование химических связей при адсорбции кислорода переходными металлами требует большой энергии, поэтому такие пленки называются хемосорбционными, в отличие от низкоэнергетических пленок, называемых физически адсорбированными. На поверхности непереходных металлов (например, меди и цинка) оксиды образуются очень быстро и любые промежуточные хемосорбционные пленки являются короткоживущими. На переходных металлах хемосорбированный кислород термодинамически более стабилен, чем оксид металла [22]. Многослойная адсорбция кислорода, характеризующаяся ослаблением связей с металлом, приводит с течением времени к образованию оксидов. Но подобные оксиды менее существенны при объяснении пассивности, чем хемосорбционные пленки, которые продолжают образовываться в порах оксида. [c.81]

Спиновое квантовое число не определяет форму, размер, ориентацию, энергию (при обычных условиях) электронного облака, однако оно имеет важное значение для теории электронной структуры атома, объяснения природы ковалентной связи, парамагнетизма и т. д. [c.14]

Теперь можно подвести итоги. Немонотонное изменение прочности связи Б ряду двухатомных молекул О Рг не является хаотическим, а закономерно связано с электронной структурой молекул. Энергии диссоциации и межъядерные расстояния изменяются в той же последовательности, что и избыток связывающих электронов в системе (рис. 45). Понятие об ординарной, двойной и тройной связи, сложившееся в химии, отражает существование избытка в одну, две и три пары связывающих электронов. Такова а -связь во Рг, — в О2 и — в N2. Вместе с тем могут существовать связи, не укладывающиеся в понятие целочисленных, такие, как в Нг , F2 02 и др., обусловленные наличием нечетного числа избыточных связывающих электронов. Парамагнетизм молекул кислорода и бора полностью объясняется теорией МО на основе правила Гунда. [c.123]

При отсутствии у вещества парамагнетизма (например, если молекулы находятся в синглетном состоянии) оно характеризуется диамагнетизмом (х<0)- Классическая теория объясняет это тем, что под действием постоянного внешнего магнитного поля. электроны системы совершают вращательное движение вокруг направления магнитного поля, имея при этом определенный механический момент. Этому моменту у заряженной частицы соответствует магнитный момент,, который и создает отрицательное намагничение вещества. [c.102]

Теория МО, в отличие от теории ВС, не только объясняет, но и предсказывает парамагнетизм кислорода. [c.146]

Как теория МО объясняет а) диамагнетизм молекул N2 и Ра б) парамагнетизм молекул Вг и Оо [c.147]

Строгая квантовомеханическая теория парамагнетизма,, развитая Ван-Флеком, приводит внешне к тому же выражению для парамагнитной восприимчивости (551), что и классическая и элементарная квантовая векторная модель атома [2]. [c.301]

История закрепления в научных исследованиях теории парамагнетизма нефтяных систем характерна следующими особенностями. Наиболее активные исследования стали возможными после 1944 года, поскольку, в этот год Е.К. Завойским [37], в СССР, был открыт метод электронного парамагнитного резонанса, явившийся прямым методом регистрации свободных радикалов и любых молекул и атомов, содержащих один или несколько неспаренных электронов в электронной оболочке. Ряд монографий был посвящен исследованию свободных радикалов [19, 59, 31, 56, 9, 61, 21, 50] как стабильных, так и возникающих и рекомбинирующих в реакциях, как возбужденных излучениями в твердых телах, так и парамагнитных комплексов переходных металлов, ферромагнетиков и электронов проводимости [97]. Позже Н.С. Гарифьянов и Б.М. Козырев обнаружили в спектре электронно - парамагнитного резонанса (ЭПР) нефтей и битумов сигнал поглощения, что свидетельствовало о наличии в этих веществах парамагнитных молекул [30]. Таким образом, в 1956 г. был открыт парамагнетизм нефтей. К концу пятидесятых годов утвердился тот факт, что парамагнетизм нефтей и нефтепродуктов концентрируется в асфальтенах - в 1958 г. Г.С. Гутовский с соавторами [94] сообщили, что парамагнетизм нефтей концентрируется в асфальтеновой фракции. [c.74]

Классическая теория парамагнетизма, развитая Ланжеве-юм[1], исходит из предположений, что атомы являются малень-шми постоянными магнитиками, которые стремятся ориентиро- аться по полю, и что эта ориентация нарушается тепловым дви-кением. Эти атомные магнитики отождествляются с магнитными моментами, возникающими вследствие орбитального движения лектронов. [c.83]

Современную теорию парамагнетизма, в основном разработанную Ван-Флеком, следует считать вполне удовлетворительной Открытие ряда новых явлений заставило подвергнуть эту теории значительной переработке в части, касающейся комплексных со единений. Однако в целом теория Ван-Флека в течение последние десяти лет подвергалась только малым и не фундаментальные изменениям. [c.86]

Как следует из рис. 7.4, а, независимо от величины отношения Ыа наиболее низким энергетическим состоянием, ответственным за магнитные свойства, в случае октаэдрического поля является синглет-ное состояния Г . На основании квантовой теории парамагнетизма ван-.Флекса [93] было предсказано, что в области низких температур должен обнаруживаться только независяш,ий от температуры пара- магнетизм [c.227]

Каталитическую активность алюмомолибденовых катализаторов принято приписывать образованию и стабилизации ионов Мо (V). Установлено, что Mo(V) проявляется при действии как водорода, так и молекул углеводородного сырья. Данные УФ-спектроскопии указывают на существование ионов Mo(VI) в у-АЬОз [3], однако теория парамагнетизма утверждает, что в полях указанной симметрии невозможна стабилизация образующихся ионов Mo(V). Считают, что Mo(V) стабилизируется за счет создания мостиковых соединений Мо — О — А1 в полях симметрии С4в [4]. В каталитическом процессе происходит уменьшение сигнала ЭПР от Mo(V) (анизотропный сигнал с gii=l,93 =1,87). Уменьшение количества ионов Mo(V) связано с дальнейшим уменьшением степени окисления молибдена до четырех с образованием М0О2. [c.103]

Конкуренция между упорядочением не взаимодействующих друг с другом магнитных диполей в магнитном поле и их разупорядочением под действием теплового движения строго описывается теорией парамагнетизма Ланжевена, которая подробно изложена во многих учебниках физики (см., например, Reif, 1965 Reitz et al., 1979). Степень ориентации моментов измеряется средним значением проекции магнитного момента на направление магнитного поля и пропорциональна намагниченности ансамбля диполей. Она задается функцией Ланжевена [c.307]

Нечетный электрон в молекуле СН так и остается неспаренным. Наличие у атома или молекулы одного или нескольких неспаренных электронов обусловливает физическое свойство, называемое парамагнетиз.чо.ч мы будем обсуждать его подробнее в следующей главе. Эксперимент показывает, что молекула СН парамагнитна, и это согласуется с наличием в ней неспаренного электрона, предсказываемым льюисовой структурой молекулы. Однако не все парамагнитные молекулы легко описать при помощи льюисовых структур. Молекулой с кратными связями и особенно труднообъяснимым (в рамках теории Льюиса) парамагнетизмом является О2, которая имеет в основном состоянии два неспаренных электрона и, следовательно, должна быть парамагнитной. Для объяснения таких магнитных свойств молекулярному кислороду пришлось бы приписать необычные структуры [c.470]

На основе современной электроииой теории радикалом можно считать группу атоков, в которой у одного атома (углерода, азота) нет полного октета электронов, при этом обычно не хватает одного электрона. Следовательно, в свободном радикале имеется неспаренный электрон. По этой причине радикалы представляют собой постоянные магнитные диполи. Если они попадут во внешнее магнитное поле, то будут ориентироваться таким образом, что их собственные магнитные поля усилят приложенное магнитное поле, которое затем их притянет. Такие вещества называют парамагнитными. Поэтому надежным признаком радикального характера является парамагнетизм соединения. [c.495]

Остановимся на схеме заполнения электронами молекулярных орбиталей кислорода (рис. А.40). Мы видим, что оба электрона на орбитали 2pяg в соответствии с правилом Хунда имеют параллельные спины. Это является причиной парамагнетизма кислорода (магнитные свойства веществ см. в разд. 6.5.3), который с трудом поддается объяснению с помощью других теорий строения. Парамагнетизм N0 также легко понять, если рассмотреть заполнение его молекулярных орбиталей электронами. Естественно, для молекулы, составленной из разных атомов, атомные волновые функции вступают в линейную комбинацию с различным весом . Весовые коэффициенты С1 и сг в линейной комбинации [c.98]

Объясните причину парамагнетизма N0. Химическую связь в N0 обычно рассматривают в рамках теории МО (см. также N2). Каковы следствия того, что в молекуле N0 несоаренпый электрон занимает разрыхляющую я -молекуляряую орбиталь [c.553]

В разд. 8.6 мы уже говорили, что вещества, содержащие неспаренные электроны, обнаруживают парамагнетизм, т.е. способность втягиваться в магнитное поле. Величина парамагнетизма обусловлена числом неспаренных электронов. Вещества, не содержащие неспаренных электронов, диамагнитны они слабо выталкиваются магнитным полем. Таким образом, один из способов установления числа неспаренных электронов в веществе заключается в измерении воздействия магнитного поля на образец данного вещества при помощи способа, схематически показанного на рис. 23.15. Массу исследуемого вещества измеряют сначала в отсутствие магнитного поля, а затем в магнитном поле. Если образец имеет большую кажущуюся массу в присутствии магнитного поля, это означает, что данное вещество втягивается магнитным полем и, следовательно, является парамагнитным. Если же образец имеет меньшую кажущуюся массу в присутствии магнитного поля, это означает, что вещество выталкивается магнитным полем и, следовательно, является диамагнитным. При изучении комплексов переходных металлов представляет интерес выяснение зависимости между числом неспаренных электронов, связанных с конкретным ионом металла, и природой окружающих лигандов. Например, важно понять, почему комплекс Со(Т Нз) не содержит неспаренных апектронов, а комплекс СоРв содержит четыре неспаренных электрона, хотя оба комплекса включают кобальт(1П). Всякая теория, претендующая на правильное описание химической связи, должна давать удовлетворительное объяснение этому наблюдению. [c.387]

Таки образом [Со(ЫНз)б]С1з, не содержит неспаренных электронов и диамагнитен, тогда как КзССоРб], характеризуется наличием четырех неспаренных электронов и проявляет парамагнетизм. Теория валентных связей, не имеющая расчетного аппарата, хотя и дала возможность понять ряд свойств комплексных соединений, однако она явилась недостаточной для объяснения оптических свойств комплексов, количественной характеристики прочности связи, интерпретации деталей магнитных свойств и стереохимии комплексов. [c.253]

При взаимодействии газообразных фторида платины (IV) и дикислорода образуется твердый гексафтороплати-нат(У) диоксигенила. Магнетохимические измерения показывают, что на одну формульную единицу этого продукта приходится два неспаренных электрона. Рассмотрите электронное строение катиона диоксигенила О2+ (по методу молекулярных орбиталей) и гексафтороплатинат(У)-иона (по методу валентных связей с учетом теории кристаллического поля) объясните парамагнетизм продукта. [c.149]

На ранней стадии разиития теории строения координационных соединений представления теории гибридизации находили применение для описания их строения и магнитных свойств. Так, парамагнетизм солей аниона [Ni l ] может служить основанием для [c.412]

Большое количество информации, получаемой экспериментальным путем с помошью новых методов исследования строения ве-шестяа (молекулярные спектры, ядерный магнитный резонанс, электронный парамагнитный резонанс, дифракция электронов и т. д.) позволяет уточнять существующие теории и расчеты. Даже в простых молекулах, построенных за счет ковалентной неполярной связи, иногда получается несовпадение теории с экспериментом. Примером может служить молекула О2 (см. табл. 3.2), для объяснения парамагнетизма которой приходится допустить или наличие трехэлектронной связи за счет взаимодействия электронов неподеленных электронных пар, или миграцию электронов с одной р-орбиталн на другую, так чтобы в каждый момент в молекуле кислорода имелись непарные электроны, создающие магнитный момент. [c.86]

Ван-Флек показал, что для электронных облаков, обладающих сферической симметрией или осевой симметрией относительно поля Я, парамагнитный поляризационный член %р равен нулю. Таким образом, оказывается, что ван-флековский парамагнетизм связан с асимметрией электронной плотности и если она отсутствует, то порядок величины атомной диамагнитной восприимчивости газа, определяемый по формуле квантовой теории (542), такой же, как и по классической формуле (541а). [c.297]

Возникновение парамагнетизма электронов проводимости наиболее просто объяснить (Паули, 1927 г.) с точки зрения зонной теории (см. гл. 11). Металлы содержат зону проводимости, лишь частично занятую электронами. На каждом занятом уровне размещается по два электрона с противоположно направленными спинами. Поэтому зону проводимости удобно представить в виде двух полузон (рис. 129, / и //) одна из них содержит электроны со спинами, направленными вверх, другая — со спинами, направ- [c.303]

Для коксов, прокаленных при температурах выше 1800° С, характерна асимметричная форма спектра (см. рис. 3), хорошо известная для поликристаллического графита [11], что-свидетельствует о появлении в этих условиях поликристаллической структуры. Считают [8, 11], что парамагнетизм поликристаллических структур определяется токоносителями. Изменения парамагнетизма коксов от температуры в процессе графитации можно объяснить с позиций теории проводимости, как это сделано в работе [c.111]