Энергия взаимодействия квадруполь

Все рассмотренные выше соотношения относятся к диполь-ди-польному приближению, которое не учитывает взаимодействие моментов более высокого порядка, чем дипольные. Диполь-дипольное приближение оправдано, вообще говоря, в том случае, если расстояние между двумя взаимодействующими системами зарядов много больше, чем линейные размеры системы (можно ожидать, что для жидкостей и кристаллов оно будет слишком грубым). Согласно формулам (Х.18) и (Х.20) дипольного приближения энергии взаимодействия д и дисп зависят от расстояния между молекулами как г" . При учете взаимодействия моментов более высокого порядка выражение для энергии пары молекул включает члены, пропорциональные г (ди-пол ь-квад ру пол ьное взаимодействие), (квадруполь-квадруполь-ное взаимодействие) и т. д., которые с увеличением г убывают много быстрее, чем величина энергии диполь-дипольного взаимодействия. Диполь-дипольное приближение оказывается приемлемым для небольших молекул, если расстояние между ними больше 7 А. При г = 5 A, как показывают расчеты, диполь-квадрупольное взаимодействие (член, пропорциональный г ) уже становится соизмеримым с диполь-дипольным взаимодействием, и включение в потенциал члена, пропорционального г" , является необходимым. [c.311]

В табл. 8.36 приведены максимальные энергии взаимодействия квадруполя азота с катионами щелочных металлов. Представленная на рис. 8.39 кривая зависимости коэффициента разделения а от энергии квадрупольного взаимодействия подтверждает вывод [c.707]

Разумеется, что ошибка, допускаемая при этом, будет тем больше, чем сложнее группа атомов, которая объединяется единым силовым центром. Мы уже подчеркивали, что результат вычисления потенциальной энергии адсорбции одноатомной молекулы ка решетке графита суммированием энергий взаимодействия с ближайшими атомами решетки (например, с окружающими 100— 200 атомами углерода на поверхности) зависит от положения молекулы по отношению к атомам решетки (см. табл. 9). Если усреднить эти расхождения и принять, что энергия взаимодействия квадруполей составляет примерно 10% энергии взаимодействия диполей, то на графике в координатах Е (п) (где п — число одинаковых звеньев, например, групп СН2) для достаточно длинной молекулы углеводорода можно получить прямую, отражающую зависимость адсорбционного потенциала от числа групп СН2 в нормальной углеводородной цепи. Поскольку при адсорбции молекул над системой не произведено никакой механической работы, то общее дифференциальное изменение энергии адсорбционного взаимодействия проявится в виде дифференциальной теплоты адсорбции [c.42]

Из атмосферных газов адсорбенты лучше всего поглощают азот. Это объясняется наличием у молекул азота заметного квадрупольного момента. Энергия взаимодействия квадруполя азота с электростатическим полем поверхности твердого тела довольно велика и в некоторых случаях близка по величине к дисперсионной энергии взаимодействия. В результате молекулы [c.222]

Если ядро с квадрупольным электрическим моментом (ядерный спин 7 1 см. разд. 7.2 и рис. 7.1) находится в неоднородном электрическом поле, являющемся следствием асимметрии электронного распределения, то может возникнуть градиент электрического поля (см. ниже). Квадрупольное ядро будет взаимодействовать с этим градиентом электрического поля в различной степени в зависимости от различных возможных ориентаций эллиптического квадрупольного ядра. Поскольку квадрупольный момент возникает в результате несимметричного распределения электрического заряда в ядре, нас будет больше интересовать электрический квадрупольный момент, нежели магнитный момент. Число разрешенных ядерных ориентаций определяется ядерным магнитным квантовым числом т, которое принимает значения от -(- / до — 1 (всего 27 -Ь 1). Низший по энергии уровень квадруполя соответствует ориентации, для которой наибольшая величина положительного ядерного заряда располагается ближе всего к наибольшей плотности отрицательного заряда в электронном окружении. Разности энергий различных ориентаций не очень велики, и при комнатной температуре в группе молекул существует распределение ориентаций. Если электронное окружение ядра является сферическим (как в С1 ), то все ядерные ориентации эквивалентны и соответствующие энергетические состояния квадруполя вырождены. Если сферическим является ядро (/ = О или 1/2), то энергетических состояний квадруполя не существует. В спектроскопии ЯКР мы изучаем разности энергий невырожденных ядерных ориентаций. Эти разности энергии обычно соответствуют радиочастотному диапазону спектра, т.е. от 0,1 до 700 МГц. [c.260]

В рассматриваемой молекуле ядро находится в облаке электронной плотности. Электрический градиент определяется через усредненный по времени электрический потенциал, создаваемый электроном. Кроме того, градиент электрического поля описывается симметричным тензором V 3 X 3, след которого равен нулю. Ядерный квадрупольный момент также описывается тензором Q 3 х 3. Энергия взаимодействия ядерного квадруполя EQ выражается как [c.261]

Взаимодействие диполя первой молекулы, индуцированного квадруполем второй молекулы, в зависимости от расстояния также изменяется как однако о квадрупольной поляризуемости молекул известно так немного, что вряд ли имеет смысл приводить здесь соответствующее выражение. Несомненно существуют взаимодействия, обусловленные моментами более высокого порядка, когда энергия взаимодействия уменьшается с расстоянием быстрее, чем энергия рассмотренных выше взаимодействий. Однако имеется незначительное количество данных о коэффициентах, входящих в соответствующие выражения, и здесь они не приводятся. [c.198]

Энергия взаимодействия ядерного квадруполя с полем выражается как [c.328]

Многие молекулы обладают квадрупольным моментом, На больших расстояниях энергия диполь-квадру-польного и квадруполь-квадрупольного взаимодействий меньше усредненной энергии взаимодействия двух диполей. Для молекул, не имеющих дипольного момента, но содержащих сильнополярные связи, взаимодействия квадруполей могут вносить значительный вклад в общую энергию, [c.343]

Здесь г н 0 — полярные координаты элемента объема dV внутри молекулы, р (г, 0) — плотность заряда в точке (г,0), а интегрирование проводится по всему объему молекулы. Энергия взаимодействия и (Q) такого квадруполя с неоднородным полем в точке, где электрический потенциал равен V, дается выражением [c.27]

Магнус [ °] вывел теоретическое уравнение для зависимости от температуры энергии взаимодействия между диполем или квадруполем и проводящей поверхностью. Уравнение это имеет вид [c.353]

Если атомные ядра обладают спином I > 1/2, то распределение положительного заряда в ядре не является сферическим и ядро имеет квадрупольный момент. Примером служат ядра N1 для которых / = 1. В однородном электрическом поле такое ядро не будет стремиться к определенной ориентации, а в неоднородном поле наблюдается другая картина, так как энергия ядра теперь определяется ориентацией квадруполя по отношению к электрическому полю. Возможные ориентации квантованы и в обш,ем случае будут соответствовать различным энергетическим состояниям. Переходы между этими состояниями дают чистый квадрупольный резонансный спектр в диапазоне радиочастот. Энергия взаимодействия ядерного квадруполя с окружающим полем пропорциональна eQq (где е — заряд протона Q — ядерный квадрупольный момент и q — градиент [c.579]

Квадруполь состоит из двух или более симметричных пар диполей сложенных концами разноименных знаков таким образом, что получающаяся система не обладает дипольным моментом. Квадрупольный момент, определяемый зарядом е и расстоянием х между положительными и отрицательными зарядами, х=2ех представляет собой электрический момент инерции молекулы. Энергия взаимодействия двух индуцированных диполей, наведенных соседними квадрупольными молекулами [c.7]

В выражение для энергии взаимодействия, обусловленного силами Ван-дер-Ваальса, кроме члена, фигурирующего в уравнении (7), входят также другие слагаемые, которые учитывают взаимодействие изменяющихся квадруполей с диполями и квадруполей друг с другом. Поэтому суммарное выражение будет иметь следующий вид [c.30]

Энергия взаимодействия иона с квадруполем выражается формулой [c.21]

Молекулы группы В, в отличие от молекул группы А, способны к специфическому взаимодействию с сосредоточенным на периферии других молекул или поверхностей положительным зарядом например, они способны к образованию водородной связи с гидроксильными группами и аминогруппами. Однако они не способны к сильному специфическому взаимодействию друг с другом, хотя присущие им диполи или квадруполи могут взаимодействовать, внося некоторый вклад в общую энергию взаимодействия (в дополнение к неспецифическому взаимодействию). [c.20]

В теории молекулярных силовых полей учитывается все мно-гообразне взаимодействий, включая диполь-дипольное, квадру-иоль-квадруполь[1ое и диполь-квадрупольное. Исследованиями в этой области было показано, что растворители, обладающие близкими по величине силовыми полями, взаимно растворимы. Распределение по величине силовых полей различных растворителей приводит к петле Семенченко, на одной ветви которой укладываются слабые взаимодействия, на другой ветви — сильные. В качестве критерия, определяющего энергию взаимодействия, предлагается использовать диэлектрическую проницаемость, плотность энергии когезии. Введено понятие об обобщенных моментах, эффективном заряде и эффективном радиусе. Несмотря на то что теория молекулярных силовых полей достаточно строго описывает механизм взаимодействия молекул в растворе, пользоваться ею для расчета систем практически невозможно [59, 60], поскольку математический аппарат не обеспечен исходными данными в справочной литературе. [c.213]

Взаимодействие квадруполей с электрическими полями. Энергию взаимодействия ядра с электронами в молекуле можно найти, заменив ядро точечным зарядом, равным результирующему заряду ядра [первый член в правой части (Г-3)] плюс линейный набор диполей, направленных в противоположные стороны [третий член в (Г-3)]. В случае вытянутого эллипсоида этот набор имеет вид [c.371]

Рассмотрим две молекулы с уровнями энергии, расположенными, как показано на рис. 10. Донор D возбужден за счет поглощения света. Избыток энергии быстро теряется (-<10 сек) при соударениях. Нормально флуоресценция может иметь место при излучательных переходах на различные колебательные уровни основного состояния (см. рис. 10). Предположим теперь, что молекула акцептора А имеет возможность совершать переходы с поглощением, и эти переходы по энергии совпадают с переходами с флуоресценцией молекулы D. Тогда, при условии существования связи между двумя системами, могут иметь место оба перехода вместе без излучения флуоресценции с суммарным эффектом передачи энергии возбуждения от D к А. О физическом смысле того, как может осуществляться подобная связь, уже говорилось выше. Энергия взаимодействия наибольшая в том случае, если оба перехода дипольные и разрешенные. Тогда энергия взаимодействия соответствует диполь-дипольному взаимодействию и меняется пропорционально 1/г . Вероятность переноса энергии пропорциональна квадрату энергии взаимодействия и, следовательно, пропорциональна 1/г , где г — расстояние между D и А. Аналогичным образом для квадруполь- [c.108]

ВИИ с уравнением (4.73). Аналогично можно рассмотреть моменты более высокого порядка. В соответствии с этим последующие члены в уравнении для энергии рассеяния будут представлять собой взаимодействия мгновенного диполя с индуцированным квадруполем и мгновенного квадруполя с индуцированным диполем, энергия которых убывает как Полное выражение для энергии дисперсионного взаимодействия может быть записано в виде ряда по обратным степеням [c.200]

В некоторых случаях дипольный момент отсутствует, но необхоч димо учитывать наличие электрического квадрупол ьного момента Q. Энергию взаимодействия квадруполя с электрическим полем поверхности можно оценить по формуле [c.76]

Сходным образом ведут себя молекулы, у которых распределение зарядов более сложно. В молеку.те углекислоты распределение зарядов носит характер квадруполя. Ленель [36] определил расчетным путем то влияние, которое оказывает на энергию адсорбции взаимодействие квадруполя с поверхностью кристалла галоидной соли щелочного металла, и пришел к выводу, что оно может вызвать увеличение энергии адсорбции прнбл Изительно на 3 ккал/моль. Недавно Дрэйну [37а] удалось получить очень важный результат, который состоит в том, что теплота адсорбции азота на ионных кристаллах во многих случаях оказывается значительно большей, чем теплота адсорбции кислорода и аргона на тех же поверхностях, чего не наблюдается, когда эти газы адсорбируются на поверхностях, не имеющих ионного характера. Как было показано названным автором, аномальное поведение молекул азота обт ясняется наличием у них квадруполей. Мы вернемся к этой проблеме в разделе VI, 2. [c.38]

Несмотря на многообразие характера адсорбционных сил, все адсорбционные явления можно разбить на два основных тина физическую адсорбцию и сорбцию, основанную на силах химического взаимодействия. Физическая адсорбция вызывается силами молекулярного взаимодействия. В большинстве случаев основной вклад в энергию взаимодействия вносят дисперсионные силы. Молекулы любого адсорбтива обладают флуктуирующими диполями и квадруполями, вызывающими мгновенные отклонения распределения электронной плотности от среднего распределения. При сближении молекул адсорбти- [c.27]

В табл. 17-5 приведены данные по совместной адсорбции этилена и двуокиси углерода на цеолите СаА [23]. Коэффициент разделения при 25 °С, атмосферном давлении и соотношении компонентов в газовой фазе 1 1 составляет 3,75. Высокая энергия фазового перехода при ноглощ ении двуокиси углерода вызывается взаимодействием квадруполя молекулы с активными центрами — катионами цеолита [24]. [c.353]

Энергия адсорбции двуокиси углерода иа цеолитах значительно увеличивается за счет взаимодействия квадруполь — катион, а также допорпо-ак-цепторных взаимодействий с привлечением неподеленных электронных пар атомов кислорода и вакантных орбит катионов. [c.397]

Энергия взаимодействия иона с зарядом ел и квадруполя с моментом, расположенного на осп цилиидра, наклоненного под углом 0 к линии центров, когда центры заряда и квадруполя расположены друг от друга на расстоянии а, приближенно выражается формулой [c.277]

Энергия взаимодействия линейного диполя с моментом с квадрупол . ным моментом равна [c.278]

Наряду с мгновенными диполями возможно возникновение и мгновенных квадруполей в неполярных молекулах. Потенциальная энергия взаимодействия мгновенных квадруполей с мгновенными диполями убывает с расстоянием значительно скорее, чед1 энергия взаимодействия между мгновенными диполями. Еще [c.35]

Как мы видели, член энергии притяжения, выраженный уравнением (16), возник из рассмотрения флюктуирующих диполей, которыми обладают даже неполярные молекулы. Однако, кроме этих флюктуирующих диполей, молекула обладает также флюктуирующими квадруполями. Они индуцируют диполи в соседних молекулах, и энергия взаимодействия между флюктуирующим квадруполем и индуцированным диполем дается выражением [c.262]

Жакэ вычислил также энергию взаимодействия между квадрупольной молекулой и проводящей поверхностью. Для жесткого палочкообразного квадруполя типа, изображенного на рис. 80а, адсорбционный потенциал дается выражением [c.275]

Введение члена, включающего квадрупольный момент, автоматически приводит к различиям в сольватации аниона и катиона. При измененни знака заряда на ионе знак ион-дипольного взаимодействия также изменяется, в то время как знак ион-квадрупольного взаимодействия остается прежним. Следовательно, общая энергия взаимодействия определяется суммой и (диполь) и и (квадруполь) в одном случае и разностью — в другом. [c.243]

Для того чтобы определить некоторые термины, которые имеют важное значение для ЯКР (и мёссбауэровской спектроскопии, гл. 15), полезно рассмотреть взаимодействие зарядов, диполей и квадруполей с плотностью отрицательного заряда. На рис. 14.1, Л показано взаимодействие положительного заряда, находящегося на оси 2, с отрицательной электронной плотностью. Энергия выражается как — е /г или — еК где К(= — е/г) — электрический потенциал в точке г, в которой находится положительный заряд. На рис. 14.1, показан диполь, находящийся в по- [c.260]