Электронный вращательный момент

Итак, воображаемые орбиты электронов отличаются по величине (первое квантовое число), вращательному моменту (второе квантовое число) й углу между силовой осью и вектором момента (определяется третьим квантовым числом). Все три характеристики вращения могут меняться только квантовым образом, т. е. скачкообразно. Распределение в простран- Стве плоскостей вращения электрона обозначается обычно термином пространственное квантование . [c.154]

Рис. 40. Векторное изображение вращательного момента электрона.

Трудно разрешимы. В тех случаях, когда структура в спектре существует, определенные переходы могут быть разрешены или запрещены правилами отбора для вращательных и колебательных переходов. Эти правила также основаны на приближении Борна — Оппенгеймера, предполагающем разделение волновых функций отдельных мод. В асимметричной молекуле не существует ограничений на возможные колебательные переходы, так что ее спектр соответственно достаточно сложен. В симметричной молекуле только колебательные уровни той же колебательной симметрии для частиц на верхнем и нижнем электронных уровнях могут сочетаться друг с другом. Это значит, что, хотя все симметричные колебания сочетаются друг с другом, для антисимметричных колебаний возможны лишь переходы с До = 0, 2, 4 и т. д. Вращательная структура в электронной спектроскопии особенно сложна, поскольку вращательный момент молекулы может взаимодействовать с электронным моментом, причем известно несколько типов и случаев такого взаимодействия. Более того, возможные для молекулы вращения зависят от ее формы (линейная, симметричный волчок и т. д.), так что нет смысла приводить здесь отдельные правила отбора для вращения. Достаточно одного известного примера для перехода линейной молекулы правила отбора записываются в виде АЛ = 0, 1. [c.43]

При бомбардировке молекулы электронами возможны различные процессы ионизации и диссоциации. До сих пор нет теории, которая позволила бы рассчитать вероятность того или иного процесса возбуждения молекулы или ее распада. Столкновение электронов, обладающих низкой энергией, с молекулами приводит обычно к переходу молекулы на более высокие вращательные, вибрационные или электронные энергетические уровни. При повышении скорости движения электронов наступает момент, когда энергия ударяющего электрона оказывается достаточной для ионизации молекулы. При дальнейшем повышении энергии электронов возбуждение ионизированной молекулы может привести к диссоциации, в результате которой появляются ионы с меньшей массой, а также нейтральные осколки молекулы. Потенциал, соответствующий наименьшей энергии электронов, при которой в результате столкновения электрона с молекулой происходит диссоциация молекулы с образованием ионов, носит название потенциала появления. [c.76]

I, s a j характеризуют вращательные моменты электрона / — вращательный момент электрона при движении его вокруг ядра s—собственный вращательный момент электрона (спин) / —полный вращательный момент электрона (учитывается i и I). [c.19]

Re e — электронный момент перехода Re e v v" — электронно-колебательный момент перехода S — симметричные вращательные уровни Si, — спин электронов квантовые числа [c.194]

Поскольку электрон имеет как орбитальный момент, так и спиновый момент, то общий момент частицы определяется обеими величинами, т. е. частицу можно характеризовать также суммарным вращательным моментом (см. далее). [c.51]

Если на атом действует внешняя, например магнитная, сила, ось вращательного орбитального движения вместе с направленным вдоль нее вектором вращательного момента электрона начинает прецессировать с определенной скоростью вокруг направления силы, описывая в пространстве конус (рис. 42). Очевидно, что и сама воображаемая орбита электрона вместе с вмещающей ее плоскостью вращается в пространстве, оставаясь все время перпендикулярной вектору вращательного момента. Это прецессионное движение связано с некоторой энергией, а потому энергия электрона в магнитном поле слегка изменяется, и это сказывается на спектре света, излучаемого или поглощаемого атомом. Изучение этих изменений позволяет судить о том, что векторы орбитальных электронных моментов устанавливаются под строго определенными углами по отношению к силовой оси так, что проекция орбитального момента на силовую ось всегда изображается целым числом. Так, например, для f-электрона, т. е. при втором квантовом числе, равном трем, возможны следующие положения векторного орбитального момента в пространстве (рис. 43). Из рис. 43 видно, что вектор [c.152]

Рассмотрим воздействие внешнего магнитного поля на атом водорода, электрон в котором движется по круговым орбитам (/=0). В случае, если круговая орбита расположена в любой из плоскостей (хОу, хОг гОу), а направление внешнего магнитного поля совпадает с осью 2 (рис. 12), дополнительного движения электрона и смещения орбиты быть не может — вращательного момента между магнитным вектором электрона и вектором внешнего поля нет (или совпадение, или пересечение векторов), т. е. если /=0, то и т=0. [c.37]

В 134 исследовались вращательные состояния молекул, суммарный спин электронов которых равен нулю. Перейдем теперь к исследованию вопроса об энергетических состояниях молекул с отличным от нуля спином электронов. В нулевом приближении, при полном пренебрежении взаимодействием суммарного спина электронов с моментами других движений в молекуле, энергия молекулы ие зависит от направления спина, и каждый ее энергетический уровень имеет дополнительное (25 - -1)-кратное вырождение. Вследствие взаимодействия спина электронов с другими моментами это вырождение снимается. [c.657]

Отдельные всех N электронов атома векторно складываются в результирующий орбитальный вращательный момент [c.406]

Величина г = m/ служит мерой вращательного момента, она называется магнитным моментом единица измерения магнитного момента диполя дина-см/эрстед или эрг/эрстед. При описании и расчете магнитных свойств атомов, магнетизм которых обусловлен движением электронов, используют иную единицу измерения магнитного момента — магнетон Бора, равный 0,927-10 ° эрг/эрстед. Эта величина обычно обозначается цв и определяется выражением [c.170]

Вращательные энергетические уровни расположены обычно очень тесно , так что излучения весьма низкой энергии, например, такого, которое генерируется радиопередатчиками, работающими в микроволновом диапазоне, достаточно для того, чтобы изменить энергию молекулярного вращения. Поскольку электронные и колебательные уровни энергии отстоят друг от друга гораздо дальше и изменения между ними вызываются излучением гораздо более высокой энергии, микроволновое поглощение может быть охарактеризовано как почти чистый вращательный спектр. Микроволновые спектры дают возможность получить сведения о вращательном моменте инерции и из них — значения длин связей и углов между связями для простых молекул. Однако микроволновая спектроскопия требует применения довольно сложной аппаратуры и интерпретация спектров сравнительно трудна по этой причине микроволновое поглощение до настоящего времени не используется в органической химии в качестве повседневного аналитического метода. [c.35]

Необходимо отметить, что в действительности спектры ЭПР нитроксильных радикалов в этой области вращения не обязаны быть полностью неизменными, так как при достаточно больших частотах вращения необходимо учитывать взаимодействие магнитного момента неспаренного электрона с вращательным моментом самого радикала [61]. [c.41]

Так как вращение заряженной частицы сопровождается, как известно, возникновением магнитного поля, атомы обладают магнитными свойствами, зависящими от суммы орбитальных и спиновых вращательных моментов всех электронов, входящих в их состав. [c.149]

Чтобы разобраться в вопросе о вращательных моментах электронов в атомах, напомним некоторые положения механики. [c.149]

Для понимания природы и свойств электронной оболочки атома большую роль играет также закон сохранения, вращательного момента, или момента количе> [c.150]

Если электрон вращается вокруг атомного ядра, вращательный момент можно изобразить как вектор, перпендикулярный плоскости вращательного движения и проходящий через ядро (рис. 40.) [c.150]

Первоначальная теория Бора (1913—1929 гг.) приписывала электронам совершенно определенные орбиты как по величине (зависевшей от главного квантового числа п), так и по форме (в зависимости от значения второго квантового числа /), рассматривая их то как круги, то как более или менее сплюснутые эллипсы. Теперь наука отказалась от орбит определенной формы, но по-прежнему признает вращение электрона вокруг ядра и существенное значение вращательного момента, характеризуемого направленным в пространстве вектором. [c.151]

В присутствии односторонне направленного внешнего электрического или магнитного поля форма электронного р-облака, в отличие от -облаков, не имеет сферической симметрии, так как векторы вращательного момента, равные единице, устанавливаются под определенными углами к силовой оси и начинают вращаться (прецессировать) около нее, а это сказывается на форме облаков. Для иллюстрации приводим рис. 56. [c.182]

Парамагнитные молекулы в газообразном состоянии обладают особенностями, характерными для молекул, далеко удаленных друг от друга в пространстве. Их вращательный момент, который в жидких или твердых фазах погашен, сильно взаимодействует с электронным спином и орбитальным моментом. Это взаимодействие ведет к возникновению такого множества уровней, что чувствительность уменьшается из-за распределения интенсивностей по многим линиям. Кроме того, линии настолько близки друг к другу, что от этого страдает разрешение. По тем или иным причинам единственными молекулами, которые исследованы количественно, являются двухатомные и линейные трехатомные радикалы. [c.375]

Эти три вида энергии электронная, колебательная и вращательная, не являются независимыми друг от друга между ними имеется определенная связь, причем частота колебания сш меняется с изменением электронного состояния молекулы. Это значит, что связь между атомами усиливается или ослабевает при электронном возбуждении. Момент инерции также меняется в зависимости от частоты колебания. Существуют и другие соотношения, пояснение которых не дается здесь за недостатком места. [c.58]

Если I = 1, то магнитный момент электрона на орбите не совпадает с ее фокусом и тогда между вектором внешнего магнитного поля и вектором магнитного поля электрона возникнет вращательный момент, увеличивающий энергию электрона на орбите за счет дополнительных перемещений. На рис. 13 показан атом водорода с эллиптической орбитой, которая тоже может располагаться в различных плоскостях (хОг/ хОг гОу). Вектор внешнего магнитного поля по-прежнему направлен по оси г. [c.37]

Наличие близких термов вызвано каким-то слабым взаимодей-ствием. Было сделано предположение (С. Гаудсмитом и Г. Улен-беком), что наряду с орбитальным моментом у электрона имеется собственный момент вращения. Вращательным моментам отвечают магнитные моменты. В зависимости от ориетации этих моментов будет иметь место различная энергия их взаимодействия. Такое объяснение находится в соответствии с указанным фактом отсутствия расщепления з-термов. [c.449]

От английского слова spin , означающего вращение, кручение, кружение. Слова вращается вокруг собственной оси нужно понимать только в том смысле, что электрон имеет собственный вращательный момент. Представлять электрон как вращающийся заряженный шарик нельзя в частности, если, пользуясь уравнениями электродинамики, рассчитать скорость движения точки на поаерхностн такого шарика, то получится, что она больше скорости света. Как и другие характеристики движения микрочастиц, спин принципиально невозможно связать с какой-либо наглядной моделью, использующей макроскопические понятия. [c.45]

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]

Статистическое распределение зарядовых плотностей электронов, подчиняющихся законам квантовой механики и двигающихся в атоме с неимоверной быстротой, определяется центральными силами притяжения их к положительно заряженному ядру, взаимными их отталкиваниями, завися-шими от одноименности отрицательных электронных зарядов, магнитными взаимодействиями, а также корреляцией электронных движений. Большое значение имеет при этом также скорость движений электронов и, в частности, центробежные силы, порождаемые большими орбитальными вращательными моментами имеют влияние и релативистские возрастания электронных масс, которые появляются при скоростях движения электронов, приближающихся к скорости света. [c.8]

Из сказанного вытекает, что знание постоянных, характеризующих молекулу (масса, момент инерции, частота колебания, общпй вращательный момент электронов атома), позволяет рассчитать термодинамические функции. Согласно (VIII.56) для одиоатомного газа [c.165]

Влияние электронного спинл на вращательные уровни (спиновое расщепление) совершенно такое же, как и для двухатомных молекул (стр. 45 и сл.) то же самое относится и к взаимодействию электронного орбитального момента Л с вращением, что приводит, как и пренеде, к удвоению -mana, [c.90]

Абсолютная величина углового момента фотона равна единице. Атом S имеет только электронный угловой момент. Поскольку масса электронов очень мала, абсолютная величина электронного углового момента обычно много меньше, чем абсолютные величины угловых моментов молекул. Поэтому в формуле (6.6) угловым моментом фотона и электронным угловым моментом атома S можно пренебречь. Использование Охлаждения реагента в сверхзвуковой струе позволяет получать молекулы O S в низковозбужденных вращательных состояниях, когда Uo sl близок к нулю. В то же время эксперимент показывает, что в реакции преимущественно образуются вра- [c.143]

Известны два возможных источника корреляций. Первый из них порождается заданным расположением зарядов, например когда обе заряженные поверхности получены расщепление (без поворотов) по плоскости спайности единого кристалла. То, что при этом поверхности чаще всего оказываются заряженными, было, в частности, подтверждено открытием эмиссии быстрых (до 200 кэВ) электронов при разрушении кристаллов (например, кварца, гипса или слюды) в вакууме [40]. Достаточно, однако, изменить после расщепления ориентацию осей одной половины кристалла относительно осей другой половины путем смещения и поворота, чтобы конфигурационная корреляция исчезла. Самопроизвольно она может возникнуть, если при медленном сближении одинаковых мелких кристаллов, взвешенных в жидкой дисперсионной среде, их оси примут параллельную ориентацию под влиянием вращательного момента ван-дер-ваальсовых сил [41]. [c.176]

Если орбитальный вращательный момент изображается вектором, перпендикулярным оси, и проекция его равна нулю, мы говорим о 0-связевом или а-ан-тисвязевом электроне. В этом случае максимальная электронная плотность оказывается расположенной по оси связн и для связевых электронов в ядрами. [c.47]

Каждый внутриатомный электрон, кроме своей массы, заряда и энергии, зависящей в первую очередь от первого квантового числа, характеризуется вращательным моментом или моментом количества движения. При этом следует иметь в виду, что электрону сопутствуют вращения двух видов одно характеризуется движением вокруг атомного ядра, а другое отвечает некоему вращательному движению внутри самого электрона. Соответственно, и вращательных моментов у электрона два — орбитальный и так называемый спиновый . Последний термин происходит от английского слова spin , которое означает веретено и употребляется как символ ранее принимавшегося упрощенного представления об электроне как теле, вращающемся вокруг своей собственной оси наподобие веретена (о первом квантовом числе см. лекцию 8, стр. 77). [c.149]

Кроме орбитального вращательного момента, каждый электрон имеет, как уже указывалось выще, спиновый вра-щательныймомент [c.154]

ГИРОМАГНИТНОЕ ОТНОШЕНИЕ - отЦошение магнитного момепта (Л/) системы (элементарной частицы атома или молекулы) ь ее механич. вращательному моменту (Ку.у = М К. Существование прямой пропорциональности между м агнитным и механич. моментами электрона, двигаю1цегося по атомной орбите, было показано еще в рамках электронной теории Лоренца, причем для Г. о. атома было получено значение еЦтс, где в — заряд электрона (е -<0), m — масса, а с — скорость света. [c.474]

В газовой фазе молекулы свободно вращаются. Это вращательное движение квантовано, и в микроволновом спектре можно обнаружить переходы между вращательными уровнями энергии, если молекула имеет постоянный электрический ди-польный момент. В таких молекулах вращательное движение приводит к возникновению магнитного момента, так как электроны не совсем жестко связаны в своем движении с ядерным остовом. Если у молекулы имеется магнитный электронный спиновый момент, то последний будет взаимодействовать с вращательным моментом по механизму диполь-дипольного взаимодействия. Влияние этого взаимодействия такое же, как и влияние днполь-дипольных взаимодействий между электронами в твердых телах. Однако это взаимодействие в газовой фазе не усредняется до нуля, поскольку векторы вращательного углового и магнитного моментов коллинеарны и фиксированы в пространстве. Из-за спин-вращательного взаимодействия газофазные спектры ЭПР оказываются весьма сложными (разд. 12-6). [c.234]