Электроны физические модели

Исторически в исследованиях наибольшее распространение получил метод физического моделирования, согласно которому связи между физическими величинами устанавливаются только в пределах данного класса явлений. В таком случае основные уравнения, опис ыв щие процесс, преобразуются в группу критериев подобия, которые являются инвариантными к масштабам реактора. Это позволяет результаты исследований на модели переносить (масштабировать) на промышленный аппарат. Поскольку химический процесс характеризуется одновременно р личными классами физических и химических явлений, то при физическом моделировании его с изменением масштаба физической модели реактора инвариантности критериев подобия достичь не удается. Стремление сохранить при изменении масштабов постоянство одних критериев приводит к изменению других и в конечном счете к изменению соотношения отдельных стадий процесса. Следовательно, перенос результатов исследования с модели реактора на его промышленные размеры становится невозможным. При математическом моделировании указанное ограничение автоматически снимается, так как необходимости в переходе от основных уравнений к форме критериальной зависимости здесь нет, нужно иметь лишь описание химического процесса, инвариантного к масштабам реактора. При этом количественные связи, характеризующие процесс, отыскиваются в форме ряда чисел, получаемых как результат численного решения на электронных вычислительных машинах. [c.13]

Определенный вклад в распространение представлений о справедливости физической модели горения внесла созданная в 1924—1926 годах квантовая механика. Успехи, достигнутые при решении различных химических задач методом квантовой механики, рассматривавшей вещества на уровне электронов и протонов, приводили к представлению о принципиальной возможности сведения фундаментальных химических законов к физическим. В работе [159] была показана недостаточная обоснованность данных представлений. [c.144]

Природа электронов в атомах и молекулах, взаимодействие их с ядрами и друг с другом в принципе те же, что и в атоме. Поэтому логично пользоваться для молекулы той же физической моделью, что и для атомов, —орбитальным приближением. Главные черты орбитального приближения в методе МО следующие [c.59]

Попыткой создания физической модели реактора служит пилотная установка. Математическая мод ель отлична по физической природе от исследуемого процесса, но имеет тождественную с ним знаковую модель. Электронно-вычислительные машины (ЭВМ) являются универсальным средством представления процессов в виде математических моделей. [c.461]

Экспериментальная установка для физического моделирования состоит из несущей конструкции, генератора, усилителя мощности, электромагнитного вибратора, датчиков вибрации, электронно-измерительного устройства и персонального компьютера. В качестве физической модели использованы металлические трубки, выбранные по критериям подобия. [c.205]

Аналитические выражения прикладной макрокинетики, нужные для оптимизации химико-технологических процессов, некоторые авторы называют математическими описаниями работы реакторов и процессов [12, 27] или математическими моделями процессов [49, 50]. Большие перспективы применения макрокинетических моделей открываются в связи с применением электронно-вычислительных машин (ЭВМ). Однако расчетно-теоретические исследования на ЭВМ должны сочетаться с экспериментальной проверкой их результатов в критических точках на физических моделях— пилотных установках [51, 52]. [c.34]

Тем не менее из-за своей наглядности эти электронные формулы нашли широкое распространение, особенно в учебной литературе. При этом часто забывают об их символическом значении и пытаются с их помош,ью объяснить физический смысл различных химических процессов. Ясно, что и в этом случае можно только говорить о символической иллюстрации, а не о научном объяснении, так как реальной физической модели электронные формулы не представляют. [c.17]

Первые попытки создать физическую модель оптической активности на основе электромагнитной теории света принадлежат Друде. Его идея заключалась в том, что в оптически активном веществе электрон вынужден двигаться по спиральной орбите. Друде показал, что подобный спиральный электрон должен по-разному реагировать на воздействие левого и правого циркулярно-поляризованных лучей, что и [c.293]

Имеется чрезвычайно большое количество эмпирических данных, свидетельствующих о том, что многие свойства, особенно в сопряженных 7г-электронных системах, являются в первую очередь следствиями схемы связности атомов в молекуле, а более тонкие количественные характеристики молекулярной геометрии играют лишь второстепенную роль. На этом основано большинство применений теории графов для изучения молекулярной структуры, а также использование таких простых физических моделей, как теория молекулярных орбиталей Хюккеля . Это также побудило нас рассмотреть применение топологических понятий к анализу молекулярной структуры. [c.11]

При математическом моделировании деформация модели процесса изучается не на физической модели, как при физическом, моделировании, а непосредственно на самой математической модели при помощи электронных вычислительных машин. [c.16]

Модель Бора и предшествовавшие ей модели позволяли дать простые картины строения атома и даже наглядно представить себе механизм электронных переходов между энергетическими уровнями. С появлением квантовомеханической модели это преимущество было в значительной мере утрачено. Двойственный корпускулярно-волно-вой характер микрочастиц не имеет никаких аналогий из нашего опыта, и его почти невозможно представить себе. Однако квантовомеханическая модель до сих пор остается единственной возможностью удовлетворительно описывать свойства атомов, и поэтому мы вынуждены принять ее и пользоваться ею, несмотря на то что человеку свойственно отдавать предпочтение наглядным физическим моделям, а не математическим абстракциям. [c.78]

Изложенное в книге введение в проблему является, по-видимому, первой попыткой систематического и относительно полного изложения научных и инженерных ее аспектов иа базе использования как литературных данных, так и результатов собственных исследований авторов, их коллег и учеников, К оригинальным относятся главы, излагающие представления авторов об электромагнитной природе катализа, физической модели поверхности, методы квантово-электродинамического расчета структур сопряженных электронных спектров водорода и некоторых материалов, методы разделения металлов по их каталитической активности к водороду. К оригинальным результатам относятся также описания инженерных структур и методов расчета отдельных элементов и систем генераторов. [c.3]

Не разработана теория кинетики электронного переноса в слоистых структурах. Из-за отсутствия физической модели нелинейных сред прогноз кинетики для элементов ЭХГ не поддается количественной интерпретации. В отличие от фото- и термоэлектрических преобразователей, у которых катод и анод состоят из проводящих или полупроводящих материалов, отвод электрических зарядов от топлива и окислителя при условии, когда оба они — газообразные или жидкие диэлектрики, [c.13]

Реальные молекулы и кристаллы, однако, часто облагают свойствами, которые не могут быть адекватно отражены в рамках одночастичного приближения. Физическая модель электронов в реальной среде не укладывается в упрощенную модель осцилляторов среды и для сложного многообразия не может быть интерпретирована с помощью только учета средних значений математических операторов и соответствующих им динамических переменных. [c.72]

Итак, при исследовании инжекционных токов в полимерных диэлектриках и полупроводниках можно определять такие важные параметры как подвижность электронов, дырок и ионов, пх концентрацию и энергетические параметры центров захвата (ловушек) носителей заряда. Эти данные позволяют однозначно интерпретировать многие наблюдаемые закономерности прохождения электрического тока в полимерах, разрабатывать новые и критически анализировать существующие теории и физические модели процессов переноса носителей заряда в полимерной матрице. [c.80]

К сожалению, как говорилось, ф нельзя непосредственно экспериментально измерить. Основная трудность состоит в том, что в процессе переноса пробный заряд (электрон или ион) должен сохранять свою физическую индивидуальность, т. е. практически оставаться неизменным. Для переноса некоторой реальной заряженной частицы через поверхность требуется затратить определенную работу, однако, кроме электростатической работы, в нее войдет также химическая работа, связанная с действием сил Ван-дер-Ваальса, обменных сил, сил изображения и т. д. Имеется несколько теоретических оценок х- Для поверхности раздела вода — вакуум Фервей [51] (см. также [49]) дает значение —0,5 В. Физической моделью, использованной для этой оценки, служила поверхность, состоящая из молекул воды, ориентированных водородными концами наружу. [c.190]

К основному тексту сделаны два дополнения, написанные А. Б. Алмазовым. Первое из них посвящено электронным спектрам полимерной цепи и кажется нам полезным, как освещающее исследуемый объект с новой стороны (по сравнению с подходами трех глав основного текста). Второе дополнение ( Проблема Изинга как задача о вычислении меры ) представляет методологический интерес. В нем показано еще одно соотношение между физической моделью и ее математической интерпретацией на языке теории вероятностей. [c.8]

Таким образом, механизм диссоциации ионов в электронно-воз-бужденных состояниях определяется соотношением скоростей их распада и дезактивации в более низкоэнергетические состояния. В процессе внутренней конверсии энергии возможна локализация колебательной энергии на отдельной связи. Такая возможность реализуется, если колебания связи являются ангармоническими [21]. Вероятность возбуждения колебаний увеличивается с ростом ангармоничности и конвертируемой энергии. Неравновесное колебательное возбуждение связей в процессе внутренней конверсии должно приводить к преимущественному разрыву их. Из приведенных данных следует, что реальный процесс распада электронно-возбужденных ионов значительно сложнее, чем предсказывает квазиравновесная теория, поэтому она может иметь лишь ограниченное применение. Квазиравновесная теория соответствует такой физической модели процесса, когда скорость деградации электронной энергии иона значительно превышает скорость его распада в электронно-возбужденном состоянии и конвертируемая энергия равновероятно распределяется по всем колебательным модам системы, Поскольку при ионизации молекул электронами с энергией 50—100 эВ образуются ионы в различных электронных состояниях, устойчивость молекул в условиях радиолиза является функцией распределения ионов по состояниям, констант скоростей распада в этих состояниях, констант скоростей безызлучательного переноса энергии и (при давлениях, обычно используемых при радиолизе, >100 Па) констант релаксации электронного и колебательного возбуждения. [c.102]

Перечисленные экспериментальные факты позволяют с достаточной надежностью предположить, что У-центры являются аналогами электронных центров окраски. С химической точки зрения это означает, что если /-центры соответствуют нейтральным атомам щелочного металла, диспергированным в щелочно-галоидном кристалле, то определенные У-центры должны соответствовать диспергированным нейтральным атомам галоида. По аналогии с физической моделью элементарного центра окраски, согласно которой /-центр представляет собой электрон, ассоциированный с вакантным галоидным узлом, элементарный дырочный центр может быть представлен как положительная дырка, ассоциированная с вакантным катионным узлом. [c.35]

Физически наиболее обосновано представление о любых химических объектах как о некоторой совокупности электронов и ядер. Между этими составными частями происходят электростатические, снин-спиновые и другие взаимодействия, а их движение описывается законами квантовой механики. С этой точки зрения все свойства химических объектов могут быть, в принципе, описаны с использованием указанной фундаментальной физической модели. Если бы такое описание оказалось практически возможным и достаточно точным в большинстве случаев, химия — как фундаментальная наука со своими особыми исходными постулатами и развитым на этой основе специфическим теоретико-математическим аппаратом — утратила бы современное значение. Именно практическая неосуществимость последовательной реализации такого обобщенного подхода пока сохраняет за химией положение самостоятельной фундаментальной науки. [c.8]

При попытках построения упрощенных, по замыслу, физических моделей внутримолекулярных взаимодействий наряду с такими понятиями как полярность и поляризуемость ковалентных связей, а так же атомные заряды, часто привлекают еще понятие электроотрицательности элементов [2, с. 65 13—15] или орбиталей и связей [16—26]. Тем не менее, до самого последнего времени ни одно из этих понятий не получило достаточно строгой формулировки. Несомненно, например, что каждому из элементов не может быть приписано какое-то одно значение электроотрицательности по Паулингу [2] или но Малликену [27] (см. [13, 14, 16—19]). То же самое относится и к каждой определенной орбитали любого конкретного спектроскопического или валентного состояния того или иного атома. Высказана [16—19] идея (см. также [20—26]), согласно которой орбитальная электроотрицательность есть параболическая функция от электронной заселенности рассматриваемой орбитали. К сожалению, в указанных работах подход к проблеме слишком формален, поскольку авторы не ставили в явном виде вопроса о причине зависимости орбитальной электроотрицательности от электронной заселенности. В рамках физической модели важно учитывать, как создана эта заселенность одним или двумя [c.21]

С тех пор как было установлено существование точечных дефектов в кристаллических веществах, стало известно, что эти дефекты способны взаимодействовать друг с другом. Первоначально внимание исследователей было обращено на наиболее заметные физические. эффекты, связанные с наличием изолированных точечных дефектов, например на особенности спектров и электронных свойств твердых тел, а природа взаимодействий между дефектами не обсуждалась. Однако ясно, что химические свойства кристаллических твердых веществ в значительной мере определяются взаимодействиями дефектов — одинаковых или различных — взаимодействиями, приводящими к образованию комплексов дефектов и далее в результате кооперативного взаимодействия к агрегатам или упорядоченным структурам из дефектов или их комплексов. Данную статью не следует рассматривать как обзор обычного типа, в ней лишь излагается определенная точка зрения по этому вопросу. Мы попытаемся разобрать физические модели и механизмы, на основе которых можно объяснить некоторые химические и физические свойства твердых веществ. Мы не будем рассматривать здесь линейные дефекты или дислокации, которые также могут взаимодействовать с точечными дефектами или между собой и играют важную роль в кинетике химических реакций твердых веществ. [c.371]

Выше мы рассмотрели орбитали атома водорода. В более сложных атомах на электрон влияют не только ядро, но и все остальные электроны это создает дополнительное осложнение, чрезвычайно затрудняющее точное решение волнового уравнения. Были предложены два способа приближенного решения. Один из них, разработанный Д. Р. Хартри и У. Г. Хартри и модифицированный В. А. Фоком, называется методом самосогласованного поля, другой метод, предложенный Слейтером, приводит к так называе.мым слейтеровским орбиталям. В методе самосогласованного поля упрощение проблемы достигается за счет предположения, что каждый отдельный электрон движется в сферически симметричном силовом поле, создаваемом ядром, и усредненном поле, обусловленном всеми остальными электронами. Расчеты по этому методу довольно сложны и трудоемки. Результирующие орбитали можно выразить в виде числовых таблиц, и на основании таких данных трудно представить себе физическую модель. [c.32]

Величина парамагнитного момента определяется двумя свойствами неспаренного электрона — его спиновым и орбитальным моментами. Спиновый и орбитальный угловые моменты атома были рассмотрены в гл. 1, где мы ввели для их описания спиновое и орбитальное квантовые числа гпв и гп1. Сейчас мы дадим простое качественное описание вкладов спинового и орбитального движений в парамагнитный момент. Движущийся заряд, упрощенной моделью которого является электрон, обращающийся вокруг своей оси, создает магнитный момент ( 8= /2). Вклад в полный момент, обусловленный этим эффектом, называется спиновым моментом. Орбитальный угловой момент, ассоциированный с электроном на данной орбитали, соответствует вращению электрона вокруг ядра. Такое движение также представляет собой движение заряда, и при нем возникает магнитный момент, который носит название орбитального момента. Описанные физические модели не соответствуют точному физическому смыслу явления и служат лишь попыткой наглядного описания. [c.417]

Различные физические модели стабилизации электронов в твердых телах и жидкости рассмотрены в монографиях [12, 94, 95]. Для электронов, стабилизированных в замороженных полярных жидкостях, лучшее согласие с экспериментом дает, пожалуй, модель полости [113], хотя она основана на довольно грубых допущениях. Согласно этой модели электрон стабилизируется группой ориентированных диполей, образующих полость с радиусом Вне полости среда рассматривается как непрерывный изохронный диэлектрик со статической проницаемостью е т. Потенциальная энергия V (г) взаимодействия электрона со средой равна [c.102]

Классификация Рогинского [1 ] основана на том, что на катализаторах первого класса получаются радикалоподобные, а на катализаторах второго класса — ионоподобные соединения она дает общий, и потому качественный, ответ на вопрос о селективности. В ее первоначальной форме эта классификация идентифицировала первый класс как электронные проводники (металлы и полупроводники), а второй класс — как твердые тела, в которых нет свободных электронов (изоляторы), и это подразделение послужило основой для так называемой электронной теории катализа, развитой, в частности, Волькенштейном [2] на основе чисто физической модели твердого тела. Однако ценность классификации Рогинского не связана с одной этой частной теорией. [c.14]

Большие перспективы в установлении макрокинети-ческих математических моделей и оптимизации работы химических реакторов открываются в связи с применением современных электронно-вычислительных машин (ЭВМ). Расчетно-теоретические исследования на ЭВМ должны сочетаться с экспериментальной проверкой результатов в критических точках на физических моделях— пилотных установках [47, 48]. [c.140]

Итак, в качестве физической модели твердого тела для описания механохимических явлений при коррозии металла под напряжением можно принять модель упругого континуума. (имеющего квазисвободные электроны) с дефектами структуры типа дислокаций. В этой модели потенциал деформации, обусловленный средней дилатацией упругодеформированного металла или средним нелинейным расширением дислокаций, реализуется в значениях, практически не влияющих на работу выхода иона металла, но оказывающих воздействие на электромагнитные явления переноса в металле и работу выхода электрона. [c.14]

Прежде чем перейти к рассмотрению физических моделей каталитического доокисления, кратко остановимся на лел<ащих в их основе закономерностях адсорбции [4,30], протекающей при соири-косновеннп смссен газов с твсрдой поверхностью. Адсорбционные свойства твердых тел зависят от свободной энергии поверхности. Как известно, поверхность твердого тела характеризуется уровнями энергии электронных состояний, отличными от их уровней в электронных решетках. Существование избыточной поверхностной энергии проявляется в том, что могут иметь место различия в термодинамических характеристиках поверхности н кристаллической решетки. [c.94]

Таким образом, все многообразие ситуаций электронных взаимодействий, иаиример в актах сорбции и катализа, элементарных актах рекомбинации заряда на меж-фазовых или межмолекуляриых границах, сопровождающихся химическими превращениями, фонон- или фотон-электронные взаимодействия, встречающиеся в реальных моделях и схемах непосредственного преобразования энергии, ряд проблем оптимизации устройств систем к физических моделей преобразования информации и другие не могут описываться теоретически прогнозируемыми решениями. [c.73]

Например, у терморадиационно модифицированного полиэтилена проводимость возрастает на несколько порядков (рис. 12) с увеличением частоты электрического поля от О до 30 МГц, а энергия активации проводимости уменьшается от 0,5 до 0,05 эВ [23. Авторы этой работы справедливо полагают, что носители заряда движутся с большой скоростью внутри области сопряжения связей, преодолевая при дальнейшем движении значительный потенциальный барьер на границе соседних областей сопряжения. Эта физическая модель переноса электронов была подтверждена сопоставлением значений эффективной (дрейфовой) Иэфф и истинной Ии подвижности носителей. Значения Иэфф, определенные по эффекту Холла или инжекционным токам [4, с. 42], составляют (10 — 10" ) м2/(В-с), а значения Хн, рассчитанные по данным термо-э. д. с. [22, с. 103], как правило, находятся в интервале (10- — 10- ) м2/(В-с). Хэфф характеризует перемещения электрических зарядов на макроскопические расстояния (дрейфовая подвижность), а х — локальные перемещения. Проводимость определяется прежде всего значением Кэфф [22, с. 88 23]. Вместе с тем, само наличие слабо [c.41]

На решение проблемы информационного обеспечения физикохимическими данными направлена разработка системы автоматизированного обеспечения физико-химической газовой динамики рекомендациями с оценками достоверности (система АВОГАДРО) [7]. В основу такой разработки положено представление о физической, математической и информационной моделях предметной области, включающей определенные разделы физики молекулярных, атомных и электронных столкновений, физико-химической кинетики, спектроскопии, кинетической теории газов и газовой динамики. При этом физическая модель формируется в виде образов, представлений и допущений нри описании того или иного явления математическая модель включает набор переменных для онисания состояния исследуемых объектов и уравненш с коэффициентами, замыкающими соотношениями, начальными и граничными условиями, что [c.8]

Единственное исключение — работы Доудена и его последователей, применивших к проблеме активности контактов теорию кристаллического поля и поля лигандов. Для контактов эта концепция сугубо качественная и пока круг ее применения очень узок. Поэтому в ожидании новых моделей, идей и усовершенствования расчетной техники в этой области естественно основной упор делать на повышение уровня и расширение круга экспериментальных работ по связи электронных физических свойств твердых тел с их каталитическим действием. [c.44]

В [58] подчеркивается, что метод насыщения при определении времени релаксации в ЭПР использует технику незатухающих колебаний в данной области частот , а интерпретация результатов зависит от выбора физической модели, такой, как, скажем, теория Блоха [8]. В [58] было измерено время электронной спин-решеточной релаксации с помощью импульсной аппаратуры, представленной на фиг. 11.8. Импульсы длительностью - 1 мксек поступали от магнетрона (1 3 см) с интервалом 1 сек через циркулятор и мощный аттенюатор в резонатор. В волноводный тракт магнетрона был включен также маломощный клистрон ( 10 вт), незатухающие колебания которого отражались от резонатора и сигнал поступал через блокировочное устройство на супер-гетеродинпый приемник с чувствительностью 10 вт. Все [c.396]

Кроме того, мы сочли целесообразным включить в монографию дополнение, в котором несколько полнее обсуждаются вопросы генезиса электронных энергетических спектров и природа межчастичного взаимодействия в тугоплавких материалах, а также особенности электронно-валентной модели, позволяющей статистикотермодинамическими методами описать разнообразные их структурные, термодинамические и физические свойства. Этот раздел в значительной мере основан на результатах исследований, выполненных коллективом лаборатории тугоплавких соединений Института химии Уральского научного центра (г. Свердловск). [c.7]

Определенные трудности описания электронного облака набором орбиталей, соответствующих химической формуле молекулы, обусловлены произвольным характером существующих методов релокализации. Литература содержит описания большого числа процедур локализации, основанных на различных физических моделях. Однако фактически результат такого расчета для обычных молекул довольно слабо зависит от используемого метода релокализации или, более точно, от формы унитарного преобразования, отнесенного к некоторому набору [c.78]

Физическая модель электронного отроения молекул, какие бы гипотетические элементы ока ни заключала в себе, получает в квантовой химии математическое описание и дальнейшее изучение модели уже проводится математическими методами. Здесь нет возможности п необходимости касаться истории привлечения для теоретической работы различных математических методов (вариационного исчисления Уангом в 1928 г., теории групп Ван Флеком и Малликеном в начале 30-х годов, теории графов в 60-х годах и т. д.), но по-настоящему революционизирующее влияние на развитие квантовой химии оказало появление новой вычислительной техники. [c.93]

Наконец, часть величин, входящих в те или иные упрощенные варианты волнового уравнения для данной молекулярной системы, либо получающихся в результате математических действий с привлечением этого волнового уравнения, можно рассматривать в качестве эмпирических параметров. Кроме того, к последним могут быть отнесены экспериментальные значения длин связей и валентных углов. Подходы такого типа, обычно называемые полуэмпи-рическими, могут оцениваться с двух точек зрения. Во-первых, в качестве основы сохраняется исходная физическая модель, представляющая молекулу как систему из атомных ядер (или эффективных— экранированных — ядер) и электронов, и, во-вторых, мы имеем дело с корреляциями между нег<оторыми характеристиками химических объектов рассматриваемого класса и экспериментально измеренными параметрами, описывающими эти же или какие-либо другие, но в чем-то аналогичные, системы. В этом отношении полу-эмпирические квантовохимические подходы обладают некоторой аналогией даже с формальными моделями, не говоря уже о классических физических моделях. [c.9]

Спиновые квантовые числа т , равные Ч- /2 или —Ч2, не появляются при решении уравнения Шрёдингера, но необходимы для того, чтобы однозначно описать состояние электронов в атоме. Это квантовое число ассоциировано со спиновым угловым моментом электрона (грубой физической моделью этого свойства может служить представление о вращении электрона вокруг своей оси). Вектор спинового углового момента может устанавливаться параллельно или антипараллельно направлению внешнего поля, и соответствующие значения спинового момента равны [c.25]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология