Атом энергия колебания

При сообщении атому энергии один или несколько электронов в нем могут перейти на более высокий энергетический уровень и атом становится возбужденным. В возбужденном состоянии атом находится очень короткое время 10 —10 с), после чего электроны возвращаются в нормальное состояние. При переходе электрона с более высокого энергетического уровня на более низкий излучается квант света и на спектре появляется линия. Согласно уравнению Планка (13.3), каждой спектральной линии соответствуют определенная энергия и частота колебания (длина волны). [c.238]

Так, атом хлора, сталкиваясь с молекулой натрия, образует атом натрия и молекулу хлорида натрия с возбужденным колебательным уровнем. Молекула, в которой энергия колебаний повышена, сталкивается с атомом натрия, и в результате получается молекула хлорида уже в нормальном (невозбужденном) состоянии и возбужденный атом натрия. Его возбуждение имеет иной характер возбуждаются электроны, переходящие на более высокие уровни. Избыточная энергия рассеивается в процессе флуоресценции возбужденных атомов. [c.313]

При очень низких температурах, которые стали доступными в настоящее время (см. примечание на с. 110), составляющая теплоемкости Ср, обусловленная энергией колебания атомов и ионов, образующих кристаллическую решетку, становится очень малой большей частью не превышает 10- —10" кал/(°С-г-атом), [c.152]

Вместе с тем, как подробно показано в гл. II. 4, замещение водорода, образующего водородную связь, дейтерием вызывает увеличение энергии разрыва этой связи вследствие изменения энергии колебаний, в которых участвует замещаемый атом водорода. Это должно вызвать некоторое [c.133]

Согласно модели Эйнштейна колеблющийся атом эквивалентен трем гармоническим осцилляторам, направления колебаний которых взаимно перпендикулярны. Поэтому потенциальная энергия колебаний согласно классической механике определяется выражением [c.191]

Здесь С — константа упругости в упругой силе Р=—С , действующей на атом. Так как —ди/д , где и — потенциальная энергия колебаний, то Р=—и, следовательно, С=Ма . В соответствии с (4.3) константа упругости С имеет оценку [c.75]

Общее число степеней свободы, которыми обладает л-атом-ная молекула, равно 2>п, из которых три степени свободы (или две в случае линейной молекулы) характеризуют вращение молекулы и три степени свободы определяют поступательное движение молекулы в целом. Таким образом, общее число колебательных степеней свободы для системы, состоящей из п атомов, будет равно 2>п — 6 (для линейной системы — 2п — 5). Для активного комплекса это число на единицу меньше, так как одна из колебательных степеней свободы превращается в координату реакции. Колебание образовавшегося комплекса X — V — 2 вдоль валентных связей ведет к реакции распада. Это колебание заменяется движением комплекса X—V—2 особого рода, ведущим к образованию молекул 2 и X. Оно было описано выше и изображено на рис. V, 1 как путь реакции. Это движение рассматривается как вид поступательного движения активного комплекса. Понятия вращение и колебание в применении к активному комплексу не имеют обычного смысла, так как комплекс существует очень недолго. Эти понятия обозначают, что зависимость потенциальной и кинетической энергии системы атомов от координат и сопряженных с ними импульсов такая же, как и для устойчивых молекул. [c.143]

Определяя изменение энергии при том или другом переходе электрона, можно рассчитать частоты и длины волн электромагнитных колебаний, которые может излучать или поглощать водородный атом. Произведенные таким путем расчеты привели к полному совпадению рассчитанных значений длин волн со значениями, отвечающими положению линий в спектре водорода. Открылась [c.28]

Таким образом, количество энергии, поглощаемой молекулой, зависит от длины волны электромагнитных колебаний, будучи обратно пропорционально ей. Большей энергией и большей химической активностью обладают колебания с меньшей длиной волны. В видимом свете наиболее активными являются фиолетовые лучи (>, 4000 А) для них -=71 ккал/моль (или ккал/г-атом), Наименее же активна красная часть спектра (Х= 7500 А). Для нее 38 ккал/моль. Поэтому, например, малочувствительные (точнее — несенсибилизированные) фотоматериалы — фотобумагу и др. — можно проявлять при красном свете. [c.501]

Вычислим сумму по состояниям и термодинамические свойства для одноатомного твердого тела. Атомы (ядра) кристаллической решетки твердого тела образуют локализованную систему, и можно вычислить сумму по состояниям Z с помощью суммы по состояниям Q частицы без учета требований симметрии. Каждый атом данной решетки имеет три степени свободы, причем колебания в каждом из трех направлений можно считать равноправными. Поэтому естественно рассмотреть сначала систему из N одномерных гармонических осцилляторов. Такая система представляет интерес не только для вычисления термодинамических свойств одноатомного твердого тела, но также и для вычисления вклада, обусловленного колебаниями ядер в молекулах, в термодинамические свойства газа. Уровни энергии гармонического осциллятора определяются формулой (см. табл. 1) [c.302]

Каждое твердое тело — металл, неметалл, кристалл и даже аморфное тело — может рассматриваться как более илн менее регулярная трехмерная решетка, образованная атомами. Каждый атом удерживается в своем положении упругими силами, которые являются функциями его положения и зависят от характеристик окружающих его атомов. Наиболее существенный вклад во внутреннюю энергию твердого тела вносится энергией тепловых колебаний атомов в решетке. Эти колебания являются трехмерными и могут быть разложены иа три независимых колебания вдоль трех осей координат. [c.189]

В расчетах начало траектории в конфигурационном пространстве мо--лекулы всегда выбиралось вблизи точки активированного комплекса. Начальные значения импульсов задавались таким образом, чтобы дифференцированно возбуждать нормальные колебания активированного комплекса и обеспечить плоское движение. В экспериментах рассчитывалась та часть распадной траектории, которая соответствует максимальному времени спонтанного распада. Рассчитано 1500 траекторий. Все траектории разбиты на 15 серий, каждая характеризуется набором энергий Т°, Г . Каждая из ста траекторий одной серии характеризуется своим распределением энергии между двумя координатами внутренних колебаний. Начальная энергия этих координат равномерно распределена на отрезке [О, Г° ]. Максимальное время, до которого считалась одна траектория, равнялось 1,5- 10" с. о время соответствует примерно 75 нормальным колебаниям наибольшей частоты невозбужденной N2O. Если за это время происходил распад молекулы, т.е. атом О необратимо удалялся от центра масс N2 на большое расстояние (в конкретных расчетах такое расстояние полагалось равным 6 А), то фиксировались энергии продуктов распада и время [c.115]

Предположения сводятся к тому, что экстрагент — донор электронов — тем эффективнее, чем выше электронная плотность на функциональном атоме и чем слабее этот атом связан с остальной частью молекулы, ибо тогда выше его способность образовывать координационную связь. Например, в настоящее время принято, что экстракционная способность фос-форорганических экстрагентов определяется донорными свойствами группы Р=0, т. е. электронной плотностью на атоме кислорода [63]. Установлено наличие корреляции экстракционной способности с полярностью связи Р=0 для ряда фосфорорганических соединений [64], а также с электроотрицательностью групп-заместителей, входящих в состав фосфорорганических соединений, аминов и органических кислот [60, 61]. Ответственной за экстракционную способность, считается энергия связи Р=0, которая определяет длину связи, следовательно, и электронную плотность на атоме кислорода, частоту колебаний Р=0 связи в ИК-спектре и полярность [c.16]

Если возбужденное состояние ато.ма с колебанием полной энергии (уравнения 25 и 26) достигнуто за время т < 10 сек, то при сообщении упругими соударениями достаточной энергии за время 10 сек, электрон может перескочить с I орбиты па И, И1, IV, V, VI и т.д., а также со II на III, IV, V, VI и т.д. (см. рис. 3). Поскольку наи-низшее значение энергии невозбужденного атома Е, имеет атом с радиусом г,, с ростом г, до г (т.е. с росто.м п) или с переходом электрона на более далекие от протона орбиты согласно уравнению (21) положительная энергия электрона возрастает. Энергия возбуждения электрона [1] иа 1 орбите равна Е, - Е, = 10,15 эв, на II - [c.41]

В результате смещения возникает гармоническое колебание. Движущаяся частица (атом) будет обладать также и кинетической энергией [c.56]

Точечные дефекты кристаллической решетки — атомы внедрения и вакансии (лишний атом или отсутствие атома в узле решетки). Они могут возникнуть под действием тепловых колебаний. С ними связана дополнительная потенциальна 1 анергия. Искажения перемещаются по решетке. Если атом внедрения встречается с вакансией, дефект решетки аннигилирует, выделяя энергию порядка 10 Дж в виде упругого импульса. Сигналы такого уровня обычно не регистрируются. [c.172]

Ранее было показано, что /)==/г(A /т). Если бы атом совершал перескок при каждом колебании, то время блуждания т равнялось обратной величине частоты, т. е. т= = l/v. Однако атом способен совершать скачок, только если его энергия больше или равна некоторой критической величине Е. Поэтому число перескоков в единицу времени зависит от вероятности We иметь указанную энергию X = VWe. [c.347]

Наиболее простым дефектом является примесный атом пятой или третьей группы таблицы Менделеева, Рассмотрим, например, атом мышьяка в германии. Мышьяк имеет пять валентных электронов. Для реализации ковалентной связи с ближайшими соседними атомами кремния требуется четыре электрона пятый электрон связан положительным зарядом иона. В этом связанном состоянии электрон обладает более низкой энергией, чем электрон, находящийся в зоне проводимости. При высокой температуре под влиянием тепловых колебаний связанный электрон может отрываться от иона мышьяка и перемещаться как свободный электрон иными словами, электрон может перейти в зону проводимости. Такого рода примеси или дефекты кристаллической решетки называют донорами. В основном состоянии они нейтральны, а при возбуждении дают положительно заряженный ион и один свободный электрон. [c.239]

При очень низких температурах, которые стали доступными в настоящее время (см. примечание на стр. 111), составляющая теплоемкости Ср, обусловленная энергией колебания атомов и ионов, образующих кристаллическую рещетку, становится очень малой — большей частью не превышает 10 —10 кал/ град г-атом). В этих условиях в металлических кристаллах выявляется составляющая теплоемкости, обусловленная движением электронов. Эти две составляющие могут быть определены раздельно благодаря сильному различию их зависимости от температуры. Первая из них Ср, реш возрастает с повышением температуры прямо пропорционально третьей степени температуры, а вторая Ср,эц (кроме сверхпроводников в области сверхпроводимости) — пропорциональна первой степени ее. В соответствии с этим температурная зависимость суммарной теплоемкости может быть представлена в форме [c.154]

Описание каждого механизма требует своей теории. Однако следует постараться уловить некоторые общие черты во всех перечисленных механизмах. Как указывалось выше, D=kA j%. Для приведенных механизмов (кроме второго) длина блуждания равна периоду решетки A=d. Атом совершает v колебаний в секунду. Однако не при каждом колебании он может совершить переход в новое положение. Если вероятность такого перехода W, то частота переходов l x=vW. Для того чтобы атом совершил блуждание, он должен иметь энергию больше некоторой критической величины Е. Это необходимо, чтобы оторваться от своего узла и растолкать соседей. Так как энергия колебания характеризуется двумя квадратичными членами, то, как было показано в 2 гл. VIII, вероятность получения энергии, превышающей Е, равна ехр—E/kT. Отсюда следует, что [c.191]

Наконец, следует сказать об изотопных эффектах при дейтери-ровании, так как дейтерирование широко используется при исследованиях водородной связи. Давно известно, что, судя по величинам рКа, дейтерированные кислоты слабее, чем их водородсодержащие аналоги. Это отражается также в величине отношений -ХН/ -ХО, которые оказываются меньше теоретических значений. Оба эффекта могут быть полностью объяснены различиями в нулевой энергии колебаний атомов Ни В. Так как колебание по связи ХН соответствует изменению потенциальной энергии по ан-гар.монпческому закону и вследствие того факта, что нулевая энергия колебаний атома водорода больше, чем атома дейтерия, ангармоничность будет сильнее проявляться в случае колебаний атома водорода. Однако, хотя в обычных случаях это объяснение почти наверняка правильно, появляется все большее количество данных, из которых следует, что при образовании очень сильных водородных связей в некоторых случаях положение резко меняется. Беллами [5] обратил внимание на тот факт, что для некоторых резонансных систем отношения ХН/ХО, даже с учетом эффектов различий в нулевой энергии, аномально малы (наблюдались такие низкие значения, как 1,21), и выдвинул предположение, что это может быть обусловлено реальными различиями в расстояниях Х--- . Ранние кристаллографические данные показывали существование различия в расстояниях О- -О для этих связанных через Н или О пар, что также было подтверждено данными микроволновых измерений. Показано, что расстояния О- -О в димере СРзСООН—НСООН больше в случае дейтерировапной системы [19]. Более позднее изучение соединения СгОгН очень убедительно показало, что в этой молекуле с внутримолекулярными связями потенциальная энергия колебаний атома дейтерия иная, чем у атома водорода [20]. Действительно, было обнаружено, что атом водорода локализован в центре между двумя атомами кислорода, тогда как атом дейтерия смещен. Это приводит к поразительному факту, что vOH меньше, чем vOD. Это наблюдение разрушает наши прежние представления об изотопах и указывает на небольшие, но реальные различия в их химических свойствах, которые могут проявляться при образовании очень сильных водородных связей. Нам достаточно указать, что может наблюдаться такой эффект и что это следует иметь в виду при оценке данных по дейтерированию в исследованиях сильных водородных связей. [c.261]

Как видно из табл. 66, замещение атома водорода гидроксильной группы метилового спирта дейтерием в паровой фазе вызывает уменьшение энергии колебаний, в которых участвует этот атом, на 2037 кал/моль, а в жидкой фазе — на 2067 пал/моль. Это равносильно увеличению энтальпии парообразования дейтероспирта относительно его обычного аналога на 30 кал/молъ. [c.114]

В классической теории частотная протянхенность пиний испускания непосредственно вытекает из рассмотрения протекающих во времени затухающих гармонических колебаний электрического диполя (которому уподобляется излучающий атом). Энергия осциллятора убывает экспоненциально, так что [c.9]

При колебании атома около положения равновесия происходят переходы кинетической энергии в потенциальную и обратные. В крайних положениях атома скорость его и, следовательно, кинет1 ческая энергия равны нулю потенциальная энергия в этих положениях максимальна. Атом имеет максимальную кинетическую энергию при положении в средней точке, которая соответствует наибольшей скорости его движения. Таким образом, наиболее полная отдача кинетической энергии происходит в том случае, если в момент соударения атом находится в центральном положении, т. е. энергетически это наиболее выгодно. Но так как в этом положении скорость атома максимальна, время пребывания его в этом состоянии минимально. Наоборот, максимальное время колеблющийся атом находится в крайних положениях, т. е. в условиях, невыгодных для передачи кинетической энергии колебания при столкновении, так как [c.59]

К каким же результатам приводит измерение теплоемкости твердых тел Если проводить его при высоких температурах и ограничиться сравнительно простыми по составу телами, то результат можно сформулировать в виде закона Дюлонга и Птщ согласно которому молярная теплоемкость при постоянном объеме для всех простых твердых тел одинакова и составляет приблизительно 25 Дж/моль К. Это число нашло объяснение. Будем исходить из простейшей модели твердого тела, считая, что каждый атом совершает малые колебания вокруг положения равновесия. При этом он принимает участие в трех независимых колебаниях. Если Т — температура тела, то средняя энергия колебаний атома равна ЗквТ (где кв — постоянная Больцмана). В моле вещества N атомов, где N — число Авогадро. Оказывается, что ЗМкв = 24,9 Дж/моль К. [c.295]

Внесение. энергии извне возбуждает отдельные атомы железа, их колебание вокруг равновесного состояния увеличивается. Расширение кристаллической решетки железа может происходить только до определенного значения, поэтому "лишний" атом выталкивается в дилатон. Может иметь место каскадное вытеснение атомов. Этот процесс, продолжающийся во времени, приводит,в конечном счете,к образованию аморфной фазы, в которой локальные напряжения выше, чем в целом по металлу. Образуется компрессон. В [30] наглядно [c.27]

Отщепление атома от многоатомной молекулы. Энергия активации такой реакции равна прочности разрываемой связи. Рассмотрим изменение (по теории активированного комплекса). Энтропия активированного комплекса изменяется по сравнению с исходной молекулой за счет изменения вращательной суммы состояния и изменения частот колебания. Если отщепляется легкий атом, например Н, то вращательная сумма состояний практически не меняется. Однако если отрывается тяжелый атом, например I от H3I, то удлинение связи С — I приводит к возрастанию энтропии (при 600 К на Дж/К). Кроме того, в переходном состоянии ослабляются деформационные колебания, в результате чего энтропия возрастает. Так, для распада H3I расчет (600 К) дает за счет деформационных колебаний увеличение A S на [c.97]

Числовая связь между значениями длин волн, частот колебаний и энергией электромагнитного излучения для видимой части спектра (4000—7000 А) и ближайших к ней областей наглядно показана на рис. 111-27. В последней включены также наиболее употребительные в химии значения соответствующих энергий в ккал на грамм-атом (т. е. на 6,02 10 фотвнов). Как легко установить по рис. 111-27, энергия излучения на протяжении ввдимого спектра изменяйся почти вдвое. [c.81]

Отметим, что металлы и химические соединения с ионными решетками состоят из зарях<енных частиц, поэтому при колебании таких частиц они испускают электромагнитные волны и способны их поглощать. Как указывалось, грамм-атом твердого тела имеет З/Уд колебаний, частоты которых нельзя считать равными друг другу. Для расчета теплоемкости твердого тела необходимо в соответствии с законами механики рассчитать спектр колебаний твердого тела и затем определить его энергию, просуммировав средние энергии всех колебаний. [c.160]