Энергия внутренняя ионизации

Строение многоэлектронных атомов. Принцип заполнения. Принцип запрета Паули и спаривание спинов. Правило Гунда. Эффективный заряд ядра. Орбитальная конфигурация и энергия ионизации. Валентные электроны и валентные орбитали. Типические элементы, внутренние переходные металлы, переходные металлы и благородные газы. Сродство к электрону. [c.385]

S- и р-Элементы. Мы рассмотрели общие тенденции в характере изменения значений радиусов и энергии ионизации атомов, их сродства к электрону и электроотрицательности в зависимости от атомного номера элемента. При более глубоком изучении этих тенденций можно обнаружить, что закономерности в изменении свойств элементов в периодах и группах значительно сложнее. В характере изменения свойств элементов по периоду проявляется внутренняя периодичность, а по группе — вторичная периодичность. [c.36]

Эффект экранирования ядра обусловлен электронами внутренних слоев, которые, заслоняя ядро, ослабляют притяжение к нему внешнего электрона. Так, при переходе от бериллия <Ве к бору 5В, несмотря на увеличение заряда ядра, энергия ионизации атомов уменьшается [c.37]

На основании подобного рода представлений об образовании различного типа ионизованных структур и используя принцип Франка — Кондона, согласно которому дезактивация электронного возбуждения путем размена на колебательную энергию возможна лишь тогда, когда ядерная конфигурация молекулы в возбужденном состоянии аналогична ядерной конфигурации молекулы, соответствующей колебаниям ядер с энергией, близкой к энергии возбужденного состояния. Зелинский предлагает следующий механизм гашения люминесценции Поглощение света молекулами, способными к внутренней ионизации, вызовет увеличение доли таких молекул. В свою очередь, заряженные атомы приведут к изменению характера связи между заместителями и ароматическим кольцом и вызовут поляризацию этих связей. А так как расстояние между атомами в значительной степени зависит от характера связи между ними и увеличивается при уменьшении ее кратности, то при значительном увеличении веса заряженных структур [c.47]

Механизм возбуждения. Чтобы атом испустил квант рентгеновского излучения hv, ему необходимо сообщить энергию. Это можно осуществить облучением пробы потоком электронов эмиссионная спектроскопия) или рентгеновским излучением достаточной энергии рентгенофлуоресцентная спектроскопия). Практически ввиду более легкого осуществления используют только второй способ возбуждения. Его преимущество заключается еще в том, что возникающий спектр флуоресценции имеет только характеристические спектральные линии, в то время как на эмиссионный спектр накладывается спектр непрерывного излучения. В рентгенофлуоресцентной спектроскопии пробу облучают полихроматическим излучением рентгеновской трубки и наблюдают возникающее вторичное излучение. Для перемещения электрона с занимаемого им основного уровня необходимо, чтобы энергия поглощаемого рентгеновского кванта hv была по меньшей мере равна работе ионизации. Если поглощаемая энергия больше, то избыточная энергия высвобождается в виде кинетической энергии фотоэлектрона. По истечении 10 с ионизированный атом ступенчато переходит в основное состояние. Рассматривая уменьшение энергии электрона при его переходе с верхнего уровня на нижний, можно заметить, что рентгеновский квант излучается не при каждом электронном переходе. Эффективной в этом отношении оказывается только часть переходов (/ij). Остальное число переходов п — () вызывает эмиссию электронов из внешних электронных оболочек атома, поскольку они воспринимают всю энергию, освобождающуюся при осуществлении внутренних электронных переходов, и вследствие этого отрываются от атома оже-эффект). Под выходом флуоресценции W понимают отношение /if/n. Величина W для различных оболочек не одинакова и возрастает с увеличением атомного номера элемента. Зависимость выхода флуоресценции для /С-оболочки от атомного номера элемента можно представить следующей полу эмпирической формулой [c.201]

Константа а рассматривается как мора чувствительности реакции (катализа) к кислотности (или основности) катализатора. С точки зрения изменения свободной энергии мон но сказать, что а есть мера той доли изменения свободной энергии ионизации, которое происходит при образовании активированного комплекса. Соотношение Бренстеда нельзя использовать в виде уравнения (XVI.3.1). Б величины Ацл и К а должны быть внесены поправки, которые возникают из-за изменений симметрии и не влияют на внутренние химические и.шенения, происходящие в системе. Поскольку К я к выражены в моль/л, можно ожидать, что двухосповпые кислоты, н которых две карбоксильные группы удалены друг от друга на значительное расстояние, будут в 2 раза более эффективными (на 1 моль), чем одноосновные кислоты, такие, как уксусная кислота. Наоборот, сравнив каталитическую активность оснований, можно прийти к выводу, что формиат-ион H O в 2 раза эффективнее в реакцип присоединения протона, чем этокси-ион С2Н5О, так как первый может присоединять Н к любому из двух ато- [c.485]

Характеристическое рентгеновское излучение образуется при переходе атома из возбужденного в стационарное состояние, чему предшествовало выбивание электрона с внутренней оболочки за счет взаимодействия с высокоэнергетическим электроном пучка. Электрон пучка с достаточной энергией может выбить электрон с внутренних К-, I- или Л1-оболочек, оставляя атом в ионизованном или возбужденном состоянии (рис. 3.33). Атом релаксирует к основному состоянию (состояние с наименьшей энергией) после ионизации за время порядка 10 с. [c.69]

Вероятность диссоциации ионов [М + Н]+ или [М-Н]+ значительно ниже, чем таковая молекулярных ионов, генерируемых ЭУ. Это связано с тем, что внутренняя энергия ионов, образующихся при ХИ, гораздо меньше, чем внутренняя энергия при ионизации электронами, и приближается к энергии ионов при реакциях в конденсированной фазе. Тем не менее есть примеры, когда фрагментация проходит довольно интенсивно. [c.25]

Понятно, что экранирование ядра возрастает с увеличением числа внутренних электронных слоев. Поэтому в подгруппах х- и р-элементов наблюдается тенденция к уменьшению энергии ионизации атомов (см. рис. 12). [c.37]

Во введении к этому тому настоящей книги уже обсуждались различные проявления электронных корреляционных эффектов. В данном разделе мы рассмотрим изменения корреляционной энергии в зависимости от атомного номера 2 и числа электронов N для элементов второго и третьего периодов. Как оказывается, имеют место сильные изменения энергий внутренних остовов атомов в зависимости от состояния возбуждения или ионизации внешних электронов. Таким образом, нельзя считать остов неизменным и пренебрегать его изучением Эти изменения обязательно нужно учитывать при рассмотрении электронных спектров молекул и их энергий диссоциации. [c.25]

Для некоторых атомов в различных состояниях ионизации методом самосогласованного поля рассчитаны энергии рентгеновских уровней [22, 23, 42, 43]. Согласно результатам расчета Уотсона для свободных атомов и ионов элементов группы железа с конфигурациями 3(1 , длина волны линии Кя1 должна возрастать по мере увеличения степени окисления, однако предсказываемое теорией смещение всегда оказывается значительно больше наблюдаемого экспериментально. Для того чтобы использовать результаты расчетов для свободного атома или иона применительно к металлам или их соединениям в твердом состоянии, необходимо определить радиальное и угловое распределения волновых функций (в данном случае Зф и учесть образование связей, их направленность и степень гибридизации электронных волновых функций в твердом теле. В общем случае всякое изменение гибридизации волновых функций влияет на относительное положение Зк- и 45-состояний и на форму распределения Зй-состояний, что не может не сказаться на распределении энергии внутренних уровней. [c.134]

Используя подобные представления, легко показать, почему наблюдается сильное гашение в случае иодбензола, а выход люминесценции фторбензола практически не отличается от выхода люминесценции бензола. В молекуле фторбензола связь между бензолом и фтором сильно полярна и по характеру своему приближается к ионной, поэтому поглощение фотона не вызовет значительного изменения в степени внутренней ионизации этой молекулы характер связи практически останется прежним и, естественно, условий для колебательной дезактивации энергии возбужденного электронного состояния не создастся. [c.48]

Воспользуемся сказанным для объяснения рис. 12. Как видно, внутренние максимумы на кривой первой энергии ионизации соответствуют элементам, у которых внешние подслои завершены — 5 (Ве, Mg, 2п) или заполнены наполовину —(М, Р, Аз). [c.34]

Первые энергии ионизации атомов щелочных металлов составляют (в эВ) 5,39(и), 5,14(Ма), 4,34(К), 4,18(кЬ), 3,89(Сз). Энергии ионизации данных элементов имеют наиболее низкие значения. Это объясняется сильным экранированием заряда ядра внутренними электронными слоями, которые предшествуют внешнему электрону. Уменьшение энергии ионизации от лития к-цезию обусловлено возрастанием расстояния электрона от ядра по мере увеличения размера атомов. [c.46]

Измерение сечений гарпунных реакций подтверждает следствие, вытекающее из простой модели, об увеличении сечения нри уменьшении потенциала ионизации атома щелочного металла. Эта модель предсказывает далее независимость сечения реакции от относительной кинетической энергии молекул. Что касается внутреннего состояния молекулы Х , то оно может влиять па сечение реакции только вследствие зависимости электронного сродства Хз от начального колебательного состояния [53, 160]. [c.139]

Электроны, проходящие через разреженный газ, сталкиваются с молекулой, причем в условиях глубокого вакуума соседние молекулы не оказывают влияния на результаты этого соударения, которые определяются лишь энергией электрона. При достаточно малых энергиях единственно возможным процессом является упругое рассеяние электронов, не изменяющее внутреннего состояния молекулы. Как только энергия электронов окажется несколько выше порога ионизации (10—12 эв), кроме упругого рассеяния, становятся возможными процессы ионизации. Еще большие величины энергии электронного пучка обусловливают возможность не только ионизации молекулы, но и разрыва химических связей [c.14]

За счет экранирования ядра внутренними электронами эффективный заряд ядра, а следовательно, и энергия ионизации атома хлора заметно [c.191]

В ряду С1 — Вг — I с увеличением размеров орбиталей эффект отталкивания валентных электронов ослабевает и основное влияние на значения энергии ионизации и сродства к электрону оказывает эффект экранирования ядра внутренними электронами. [c.191]

На кривой энергии ионизации наряду с резко выраженными экстремальными точками наблюдаются слабовыраженные максимумы и минимумы. Наличие их можно объяснить с помощью двух представлений об экранировании заряда ядра и о проникновении электронов к ядру. Эффект экранирования заряда ядра обусловлен наличием в атоме между электроном и ядром других электронов, которые ослабляют воздействие на этот электрон положительного заряда ядра. Эффект проникновения электронов к ядру обусловлен тем, что все электроны могут находиться в определенные моменты времени в области, близкой к ядру. Внешние электроны также проникают к ядру через слои внутренних электронов. Эффект проникновения увеличивает прочность связи внешних электронов с ядром. [c.228]

Возникновение рентгеновских спектров связано с перемещением электронов, расположенных близко к ядру. Казалось бы, закон Мозели свидетельствует об отсутствии периодичности в свойствах внутренних электронов. Однако уравнение (П.2) справедливо только потому, что в данном случае речь идет об изменении энергетики электрона с одинаковым набором значений квантовых чисел по ходу возрастания порядкового номера. При этом условии энергия связи электрона с ядром будет плавно увеличиваться с возрастанием заряда ядра. Если же рассматривать высокие энергии ионизации, то они будут периодической функцией 2, так как в этом случае мы будем иметь дело с электронами, обладающими различным набором квантовых чисел. [c.59]

За время жизни атома в возбужденном состоянии он сталкивается с другими частицами. Такие соударения могут быть гасящими — тогда внутренняя энергия возбужденного атома идет на увеличение кинетической энергии другой частицы. Эти соударения уменьшают число возбужденных частиц и снижают интенсивность спектральной линии. Возможны и обратные случаи, когда при втором соударении произойдет дальнейшее возбуждение частицы на более высокий уровень или ее ионизация. [c.49]

Таким образом, за энергию ионизации обычно принимают пропорциональное ей значение потенциала ионизации и выражают его в электронвольтах (эВ) или джоулях (Дж) на один моль атомов (1 эВ = 96 кДж), Различают первые, вторые, третьи и т. д. потенциалы ионизации, соответствующие удалению первого, второго, третьего и т. д. электронов атома. Потенциалы ионизации являются важной характеристикой атомов и могут быть непосредственно измерены. Они представляют собой сложную функцию некоторых свойств атомов заряда ядра атомного радиуса, экранирования заряда ядра внутренними электронами, глубины проникновения внешних электронов в расположенные ниже электрон ные облака. Периодичность изменения потенциалов ионизации в зависимости от порядкового номера эле- [c.76]

В результате соударения двух частиц не обязательно произойдет ионизация одной из них. Соударения могут быть упругими и неупругими. При упругом ударе потенциальная (внутренняя) энергия частиц и сумма их кинетических энергий до и после соударения остаются неизменными может произойти лишь перераспределение кинетической энергии, т. е. изменение скоростей частиц. При неупругом ударе часть кинетической энергии расходуется на увеличение внутренней энергии одной из частиц, например иа ее ионизацию. В этом случае кинетическая энергия ударяющей частицы должна уменьшаться на величину энергии ионизации. Если К — кинетическая энергия частиц, а Д — приращение их потенциальной (внутренней) энергии, то для неупругого удара [c.20]

Свободные электроны, возникающие при ионизации газа, ускоряются в электрическом поле ионизационной камеры и на пути к положительному электроду взаимодействуют с молекулами газа. Если кинетическая энергия электрона больше, чем энергия возбуждения встречающейся на пути молекулы, то может произойти возбуждение молекулы до более высокого энергетического уровня с потерей электроном части кинетической энергии. Возбужденные молекулы, прежде чем вступить во взаимодействие с другими молекулами, отдают свою энергию возбуждения, излучая световые кванты (люминесценция), или передают ее в виде колебательной энергии атомным ядрам (внутренняя конверсия). [c.143]

Раньше существовало мнение, что образование химической связи оказывает влияние только на внешние электронные уровни, поскольку в связанном состоянии изменяются лишь положение и форма края поглощения или испускания, связанного с этим уровнем. Однако в действительности любые изменения во внешнеэлектронной конфигурации сопровождаются изменениями более глубоких атомных уровней, поскольку энергия ионизации электрона существенно зависит от экранирующего влияния всех остальных электронов, какими бы ни были их волновые функции. В частности, это было установлено Кошуа [21] в связи с расчетами энергии ионизации ионов с различной электронной конфигурацией, выполненными по методу самосогласованного поля Хартри — Фока [22, 23]. Энергия ионизации должна изменяться приблизительно на одну и ту же величину для каждого внутреннего уровня. Поэтому соответствующие смещения атомных спектральных линий очень малы и их трудно обнаружить. Спектрографическая аппаратура высокого разрешения позволила зафиксировать небольшие смещения наиболее интенсивных линий при изменении степени окисления, однако этот эффект заметен только в случае самых легких элементов. Вообще энергия внутренних уровней зависит от пространственного распределения электронного облака, которое окружает излучающий атом. Поэтому положение атомных линий связано и с гибридизацией валентных орбиталей, и с ковалентным характером связей, и с типом координации. Приведем несколько примеров. [c.125]

Потенциал ионизации представляет собой энергию некоторой орбитали. Первый потенциал ионизации дает энергию наиболее слабо связанного внешнего электрона. Внутренние потенциалы ионизации (второй и далее) дают энергии внутренних орбита-лей, или орбиталей с более низкой энергией. Значения, приведенные в табл. 1, соответствуют наиболее низким потенциалам ионизации, т. е. образованию ионов в основном состоянии с малой или нулевой избыточной колебательной энергией. Уже беглое рассмотрение таблицы позволяет сформулировать некоторые простые правила. Потенциалы ионизации парафиновых углеводородов снижаются по мере увеличения количества атомов в молекуле. Потенциал ионизации достигает наименьшего значения около 10,3 эВ и при дальнейшем увеличении молекулы практически не меняется. Потенциалы ионизации олефинов ниже, чем потенциалы ионизации соответствующих парафинов, что отражает более высокую энергию я-орбиталей по сравнению с а-ор-биталями. Еще ниже потенциалы ионизации сопряженных диенов. Потенциалы ацетиленов и алленов выше, чем потенциалы ионизации олефинов. При одинаковой алкильной группе Н потенциал ионизации повышается в ряду RNH2этих соединениях при ионизации удаляется несвязывающий р-электрон, то положение соединений в ряду соответствует энергиям р-орбиталей соответствующих молекул. Наличие алкильных групп приводит к стабилизации положительных ионов, а следовательно, и к понижению потенциала ионизации. При рассмотрении данных табл. I этот эффект отчетливо виден. Потенциалы ионизации ароматических соединений низки и продолжают снижаться по мере увеличения ароматического остова молекулы. [c.44]

Дюруп и Платцман [13] разработали метод расчета абсолютного выхода ионизаций внутренних оболочек. Полученные результаты показывают, что зпачепие С для внутренних ионизаций быстро уменьшается, если энергия падающих электронов не превос.ходит по крайней мере в сто раз энергию, необходимую для соответствующей ионизации. Для электронов с энергией 1 Мэв значения Ск для ионизации /С-оболочек Ь , Р, К и С1 равны 0,155 0,00681 0,00027 и 0,000373 соответственно. У фтора зпачепие для выбивания электрона с -оболочки равно 0,3. У калия и хлора значение С для выбивания электронов с и Л1-оболочек заметно превосходит Ск (в 20— 100 раз). [c.305]

Конечно, частицы, о которых здесь идет речь, будь то атомы или молекулы, обладают внутренней структурой, и эта внутренняя структура (в частности, распределение электронов в атомах и молекулах) сильно искажается, когда частицы вступают в тесный контакт. Возможно даже, что в результате столкновения меняется энергия внутренних состояний частиц. В этом случае говорят о неупругих соударениях. Кроме того, в процессе столкновения могут происходить химические изменения (ионизация или химическая реакция). Однако пока мы не будем учитывать возможности неупругих соударений и химических реакций. Более подробно они будут рассмотрены в гл. 11. С другой стороны, следует отдавать себе отчет в том, что атомы, или молекулы могут деформироваться в процессе соударения. При обычных температурах относительная скорость двух сталкивающихся частиц имеет порядок (кТ1тУ где т — масса частиц она весьма мала по сравнению [c.230]

В противоположность 1ЮННЫМ ковалентные тетрагидридобораты типа А1(ВН4)з (т. пл. —64,5°С, т. кип. 44,5°С), Ве(ВН4)2 (т. возг. 91"С) летучи, легкоплавки. В этих гидридоборатах (поскольку имеется дефицит электронов) связь между внешней и внутренней сферами осуществляется за счет трехцентровых связей. Таким образом, эти соединения являются смешанными гидридами. В гидридоборатах же щелочных и щелочноземельных металлов (низкие энергии ионизации) дефицит электронов устраняется за счет перехода электронов атома 11еталла к радикалу ВН4, т. е. в этом случае связь между внешней и знутренней сферами становится преимущественно ионной [c.444]

Так, при переходе от s-элемента I группы к р-элементу VIII группы на кривой энергии ионизации атомов и кривой изменения их радиусов имеются внутренние максимумы и минимумы (см. рис. 12, 13, 15). [c.36]

Долгое время считали, что геометрическая изомерия этиленовых углеводородов не влияет па характер масс-спектра [116, 117]. Более поздние работы показали возможность иден-ти( )икации цис- и транс-бутиленоп [118]. Прн исследовании гео.мегрических изомеров было установлено, что по мере уменьшения энергии ионизирующих электронов различия в масс-спектрах изомеров становятся более заметными [119], так как вблизи порога ионизации избыточная внутренняя энергия которой обладают цнс-изомеры по сравнению с транс-форма ми, начинает влиять на процессы диссоциации. Это обстоя тел ьство подтверждается значениями потенциалов ионизации которые для гранс-изомеров ниже, чем для с-изомеров[120] [c.60]

Рентгеноэлектронные спектры. С помощью РЭС определяют энергии ионизации внутренних орбиталей ( ион) и пересчитывают их в энергии связи электрона (ЭСЭ), которые примерно на 5 эВ меньше. В качестве примера на рис. 6.29 приведены энергии атомных уровней, полученные методом РЭС. Видно, что энергия элек- [c.257]

Измеряемой величиной в количественном анализе является относительная интенсивность аналитической линии. При удовлетворительной стабильности аппаратуры эта интенсивность может служить непосредственной мерой концентрации. При более высоких требованиях к точности результата анализа измерения интенсивностей проводят относительно внутреннего стандарта (линия основного элемента пробы или линия элемента, добавляемого к пробе). При строгой положительной корреляции интенсивностей обеих линий в соответствии с уравнением (2.2.5) воспроизводимость улучшается. Хорошую корреляцию следует ожидать при близких значениях энергий возбуждения и ионизации обоих элементов, а также для близко расположенных линий [19]. Использованием внутреннего стандарта можно также исключить влияние процесса расиыления на интенсивность. Каждый количественный спектрометрический метод следует откалибровать по пробам с известным содержанием определяемого элемента, основной состав которых совпадает с составом анализируемых проб. [c.196]

Из данных табл. 7 видно, что наибольшим проникающим эффектом обладают х-электроны, меньшим — р-электроны и еще меньшим— с1- и /-электроны. Последние (точнее 4/-электроны) практически не характеризуются эффектом проникновения. Кроме того, эффект проникновения более характерен для тяжелых атомов с большим числом электронов во внутренних слоях, сквозь которые и проникает внешний электрон. Наконец, проникновение внешних 5- и р-электронов во внутрь атома исключительно сильно выражено для -элементов Периодической системы. Однако с увеличением числа электронных слоев сильно возрастает расстояние внешнего электрона от ядра, что уменьшает энергию ионизации. Например, для щелочных металлов это играет доминирующую роль по сравнению с увеличением эффекта проникновения. Поэтому в направлении сверху вниз для щелочных металлов наблюдается слабое уменьшение (из-за проникновения внешнего электрона) энергий ионизации первого порядка. Вследствие ярко выраженного эффекта проникновения х-электронов энергии ионизации для металлов вставных декад выше, чем у металлов главных подгрупп. В самих же вставных декадах ионизационные потенциалы сравнительно мало изменяются при переходе от одного элемента к другому. Среди -элементов сравнительно большими значениями энергий ионизации характеризуются металлы, следующие за лантаноидами. Объясняется это проникновением электронов бх-обо-лочки под двойной экран из 5с1- и 4/-электронов. [c.66]

Как видно на рис. 12, при переходе от -элементов I группы к р-элементам VIII группы энергия ионизации изменяется немонотонно, с проявлением внутренней периодичности. Сравнительно большим значением энергии ионизации обладают элементы 11 группы (Ве, Mg, Са) и V группы (N, Р, As). В то же время сравнительно меньшее значение энергии ионизации имеют элементы III (В, А1, Ga) и VI (О, S, Se) групп. Причина проявления внутренней периодичности будет обсуждена при рассмотрении конкретных свойств химических элементов (см. ч. 2). [c.40]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология