Спиновый момент электрона

Рис. 2. Пространственное квантование а — момент импульса с 1-2-, 6 — спиновый момент электрона

Итак, спиновый момент электрона или, короче, его спин равен (Уз/2)Л. Иногда об электроне говорят [c.58]

Магнитные моменты атомов и молекул, знание которых важно для понимания магнитных свойств вещества, выражают через величину собственного спинового момента электрона 1в, или магнетон Бора, равную 9,274-Дж-Тл . Так, например, магнитный момент молекулы кислорода О2 равен 2,86 lв иона Си +— 1,99 р,в. Вычисление магнитных моментов различных веществ по экспериментальным данным производят с помощью формул (8.5) и (8.6). Для этой цели строят график зависимости 1/х = /( )> имеющий для [c.194]

Взаимодействие магнитных полей, создаваемых орбитальным и спиновым моментами электрона, называется спин-орбитальным взаимодействием. Его строгое рассмотрение возможно только в рамках релятивистской квантовой теории. [c.60]

Здесь спиновая переменная а принимает два значения, соответствующие двум возможным проекциям спинового момента электрона на ось z. [c.62]

Для расчёта изменения энергии АС используем теорию возмущений. Чтобы избежать решения сложного векового уравнения для вырожденных состояний 18ш в1 >, мы перейдём к другому представлению, в котором матрица возмущения диагональна. Благодаря возмущению орбитальный и спиновый моменты электрона не сохраняются - они связаны магнитным взаимодействием (н зависит от угла между I и I). Сохраняющейся величиной является полный момент [c.53]

Вклад спинового углового момента электрона в общий магнитный момент частицы можно рассматривать как внутренний спин этой частицы. На спиновый момент электрона не влияет окружение, в котором он находится, и поэтому при образовании химической связи спиновый момент полностью погашается только в том случае, когда происходит спаривание электронов. Конечно, это имеет место, когда в ионе, помещенном в сильное поле лиганда, содер жится больше -электронов, чем может разместиться на нижних вырожденных орбиталях. [c.278]

Будем рассматривать движение электрона вокруг ядра, учитывая при этом, что ядро несколько смещается относительно центра масс системы. Тогда в оператор кинетической энергии следует включить приведенную массу Л/д- Без учета спинового момента электрона гамильтониан водородоподобного атома приобретает вид [c.25]

Аналогично проекциям орбитального т и спинового моментов электрона в водородоподобном атоме для многоэлектронных систем вводятся проекции полного орбитального М[ и полного [c.77]

Оно справедливо для относительно легких атомов с ZOO, когда взаимодействие спинового момента электрона с его орбитальным моментом меньше взаимодействия орбитальных и спиновых моментов электронов между собой. [c.81]

Рассмотрим движение электрона вокруг неподвижного ядра. Без учета спинового момента электрона гамильтониан системы можно записать в виде [c.23]

Аналогично проекциям орбитального т и спинового моментов электрона в водородоподобном атоме для многоэлектронных систем вводятся проекции полного орбитального Мь и полного спинового Мд моментов, которые могут принимать дискретный ряд значений [c.70]

Для каждого возбужденного синглетного состояния (5ь 5г, 5з и т.д.) существует соответствующее триплетное состояние (Гь Гг, и т. д.). Различие между синглетным и триплетным состояниями состоит в том, что электроны в триплетном состоянии не спарены. Так как спиновый момент электрона равен 7г, то спин для триплетного состояния равен 1. Вектор спинового момента для триплетного состояния может иметь одну из трех ориентаций в магнитном поле, поэтому такое состояние называется триплетным. [c.548]

ЭПР - это явление резонансного поглощения энергии электромагнитных волн парамагнитными частицами, помещенными в постоянное магнитное поле. Термин резонанс отражает необходимость строгого соответствия между разностью энергетических уровней и энергией кванта электромагнитного излучения. Поглощение энергии индуцирует переходы между энергетическими уровнями, обусловленные различной ориентацией магнитных моментов электронов (а не ядер, как в случае ЯМР) в пространстве. Поскольку магнитный и механический момент полностью заполненных электронных оболочек атомов равен нулю, метод ЭПР применим только для систем с ненулевым суммарным спиновым моментом электронов, т.е. для парамагнитных систем с незаполненной до конца оболочкой. К ним относятся [c.277]

В подавляющем большинстве органических соединений спиновые моменты электронов скомпенсированы, их суммарный спин равен нулю и ЭПР не наблюдается. Напротив, ЭПР хорошо наблюдается у свободных радикалов и у молекул с нечетным числом электронов. Спектры ЭПР служат основным источником сведений о строении свободных радикалов и парамагнитных ионов, а также об их взаимодействиях с окружающими частицами. [c.342]

В адиабатическом приближении оператор полного момента / молекулы складывается из оператора орбитального момента Ь, оператора момента вращения / и спинового момента электронов 5. Характер энергетического спектра молекулы зависит от типа связи между этими тремя моментами, т. е. от относительной роли взаимодействий, обусловливающих связь между этими моментами. [c.657]

Существует еще один вид процессов, сопровождающихся поглощением или излучением квантованной, но еще меньшей энергии, которые связаны со спиновым моментом электронов и ядра. Известно, что под влиянием внешнего магнитного поля спины этих частиц могут ориентироваться параллельно или противоположно внешнему полю. Оба этих состояния отличаются, хотя и мало, по энергии, мз-за чего переход между ними связан с поглощением фотона очень малой частотой, т. е. с большой длиной волны. Изменение в ориентации электронных спинов соответствует поглощению или излучению в микроволновой области, а изменения, связанные с ядерными спинами — с еще более длинноволновой, радиочастотной областью. [c.154]

Как известно, состояние электрона в атоме описывается четырьмя квантовыми числами главным п, орбитальным I, магнитным т и спиновым 5. Орбитальное число I для каждого п может принимать значение от О до п— 1, обозначаемые буквами 5, р, й, I н т. д. Конфигурация электронов в атоме обозначается путем последовательного написания значений п, I и числа электронов в виде показателя степени справа от I. Например, конфигурация электронов в атоме натрия обозначается 15 25 2р 3з. Полная энергия атома описывается квантовыми числами Ь, 8 и J. Квантовые числа L характеризуют суммарный орбитальный момент электронной оболочки и могут принимать значения О, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. .обозначаемые буквами 5, Р, О, Р, О, Н, I, К. Квантовые числа 5 представляют собой суммарный спиновый момент электронной оболочки. Общий момент электронной оболочки определяется внутренним квантовым числом /. [c.49]

Из вышесказанного следует, что все свободные атомы или ионы с завершенными электронными оболочками должны быть диамагнитными, ибо в них взаимно уничтожаются как орбитальные, так и спиновые моменты. -Электроны, согласно квантовой механике, имеют только спиновые, [c.339]

Спектры атомов. При сообщении атому энергии изменяется по крайней мере одно квантовое число. Появляющиеся при этом сигналы относятся к видимой (800—200 нм) и рентгеновской (1 —10 А) областям спектра. В рентгеновской области спектра для аналитических целей используют сигналы, связанные с изменением главного квантового числа п. Интересные для аналитиков оптические спектры связаны в основном с изменением побочного квантового числа I (наряду с изменением и или т ). Ввиду большего разнообразия переходов оптические спектры имеют значительно большее число линий, чем рентгеновские. Если вырождение спинового момента электрона /Пз снимается внешним магнитным полем, то становятся возможными энергетические переходы с изменением т , дающие сигналы в микроволновой области (10 —10 Гц). Эти сигналы образуют спектр электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Атомное ядро подобно электрону может обладать собственным вращательным моменгом, ядерным спином. Воздействие внешнего магнитного поля также снимает его вырождение, что делает возможным энергетические переходы в области радиочастот (10 —10 Гц). Получающиеся при этом спектры называют спектрами ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Оба метода, ЭПР и ЯМР, относят к резонансной магнитной спектроскопии [c.177]

Для описания многоэлектронных систем с целью нахождения полного орбитального углового момента L определяют векторную сумму орбитальных угловых моментов отдельных электронов. Получающиеся при этом состояния обозначаются теми же символами, что и в случае одного электрона, но здесь употребляют большие буквы. Подобным образом для вычисления полного спинового момента 5 находят алгебраическую сумму спиновых моментов электронов данного атома. Этим электронным состояниям приписывают символ (28+1) де для значений = 0, 1, 2, 3, 4 применяют обозначения 5, Р, О, Р, О и т. д. Этот символ, который получил название терм, используется для характеристики электронного сО [c.33]

Г 4 и 5 , 5 . При построении этих функций достаточно сложить ТОЛЬКО спиновые моменты электронов. Складывать орбитальные моменты не нужно. Координатные функции тт можно построить непосредственно из функций (г), г )д Гт ( )- Складывая спины электронов, мы получаем симметричную и антисимметричную спиновые функции и Q sмs Учитывая поэтому требование антисимметрии полной волновой функции, получаем = О = [c.125]

Величина квадрата спинового момента электрона, согласно квантовой механике, равна в (в /г), где в — 1/2- [c.157]

Часто используют чисто спиновую оценку для ц,,фф считают, что спин-орбитальное взаимодействие отсутствует и обра ювание элементарных магнитных диполей обусловлено только спиновыми моментами электронов. Это предположение равносильно заданию в (5.8) —(5.9) 1 = 0 и / = 5. Тогда g = 2 и ц,фф = 2У5(5+1), т. е. [c.197]

Так, для электронной конфигурации сР основным термом является где индекс 3 указывает на мультиплетность, равную 25 + -Ь 1, следовательно, 5 = 1, L = 3, 7 = 2. Зная J, можно найти и рассчитать для данного атома хэфф- Если = О и У = 5, то = 2 и является чисто спиновым фактором спин-орбитальное взаимодействие отсутствует и при образовании элементарных магнитных диполей существенны только спиновые моменты электронов. Тогда [c.130]

После ряда открытий, в частности после обнаружения волновых свойств электронов и других микрочастиц, стало ясно, что теория Бора недостаточная. Она потерпела неудачу даже в попытке построения второго по сложности атома — атома гелия, состоящего из ядра и двух электронов. Она не смогла объяснить обнаруженной мульти-плетности (множественности) спектральных линий в атомных спектрах элементов. Например, спектральные линии щелочных металлов оказались дублетами с очень малым отличием длин воли линий, составляющих эти дублеты. Также линии серии Бальмера в спектре водорода не являются единичными и каждая расщеплена на две очень близко расположенные линии. Это объяснили Уленбек и Гоудсмит в 1925 г. допущением у электронов вращательного (веретенообразного)-движения, что обусловливает появление у них, кроме орбитального, еще спинового вращательного момента, а также спинового магнитного момента (спин — от английского to spin — вращаться). Ориентация спинового момента электрона в дйух противоположных [c.62]

Для того чтобы вычислить константу спин-спинового взаимодействия Jab, необходимо рассмотреть взаимодействия ядерных магнитных моментов с орбитальным и спиновым моментами электронов. Квантовомеханичсский анализ показывает, что наиболее важен особый случай близкодействия электронного спина S и ядерного спина I, который называют контактным (или Ферми-взаимодействнем). Для молекулы Иг, содержащей два ядра и два электрона, гамильтониан этого взаимодействия имеет вид [c.83]

Наличие в атомах нескомпенсиро-ванных спиновых моментов электронов -одно из условий возникновения ферромагнетизма в материалах. Однако это условие является необходимым, но недостаточным. Так, в атомах некоторых немагнитных элементов также имеются избыточные электроны, магнитные моменты которых нескомпенсированы. Например, в атомах немагнитного марганца пять избыточных электронов, в атомах кобальта -три, хрома - четыре. [c.240]

Уровни тонкой структуры, связанные со спиновым моментом электрона, образуют в видимой и УФ-областях т. наз. мультинлетную структуру электронных спектров. Эти уровни обусловлены слабыми взаимодействиями магнитных и электрич. моментов ядер с электронными оболочками молекул. Их изучают методами ЯМР и ядерного квадрунольного резонанса. Расщепление уровней энергии во внешних магнитных (явление Зеемана) и электрических (явление Штарка) полях образует уровни магнитной и электрич. структуры макромолекул (см. Электронный парамагнитный резонанс, Ядерный магнитный резонанс). [c.234]

Для молекул с атомными связями выполняется в общем правило Льюса при четном общем числе электронов общий магнитный момент молекулы равен нулю, при нечетном числе электронов момент равен 1,73 магнетона, т. е. соответствует магнитному спиновому моменту электрона. (Исключение из этого правила представляют молекулы О2 и N0). В кристаллических решетках, построенных из атомов или сильно деформированных ионов, соотношения оказываются болев сложными. Обнаруживающиеся в них влияния на парамагнетизм еще не выяснены окончательно. Предположение о том, что явления ферромагнетизма и антиферромагнетизма определяются взаимным магнитным сопряжением атомов, обусловленным атомными связями, простирающимися через всю кристаллическую решетку, кажется хорошо обоснованным. Ферромагнетизм проявляется, если существуют атомные связи с параллельными электронными спинами (в противоположность обычному случаю ). Проходящие через весь кристалл атомные связи с антипараллельными спинами обусловливают антиферромагнетизм. Во многих случаях на основании изучения магнитных свойств оказывается возможным сделать однозначное заключение о строении. Это следует показать на нескольких примерах. [c.341]

Различные типы связей. Анализ экспериментальных данных показывает, что область применимости приближения 5-связи орга-ничена. Система уровней многих атомов существенно отличается от той, которая соответствует 5-связи. Представляет интерес поэтому рассмотреть другой предельный случай, когда спин-орбитальное взаимодействие значительно превышает электростатическое. Этот случай получил название связи типа JJ или просто уу-связи. Если взаимодействие спин— орбита велико, понятие орбитального и спинового моментов электрона в отдельности теряет смысл. Можно говорить лишь [c.47]

Магнитные свойства, обусловленные электронами, имеют двоякое происхождение. Во-первых, каждый электрон сам по себе является магнитом. С точки зрения доквантовой механики электрон можно рассматривать как маленький шарик с отрицательным зарядом, вращающийся вокруг своей оси. В соответствии с классической теорией электромагнетизма вращение любого заряда вызывает появление магнитного момента. Во-вторых, электрон движется по замкнутому пути вокруг ядра и, опять-таки по классическим представлениям, при этом должен появиться такой же магнитный момент, как при протекании электрического тока по замкнутому проводнику. Магнитные свойства отдельного атома или иона определяются совокупностью обоих моментов, т. е. собственным спиновым моментом электрона и орбитальным моментом, возникающим за счет движения электрона вокруг ядра. Разумеется, описанную физическую картину не следует понимать буквально, поскольку она не согласуется с квантовомеханическими представлениями и не может служить основой для строгих количественных расчетов. Такая схема полезна лишь для предварительного качественного описания. [c.19]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология