Изотопические правила

Строгое измерение спектра поглощения воды, разрешив споры о положении перегибов на сложном voH-контуре, одновременно выдвинуло и новые вопросы. Так, измерения контура я (v) показали, что полосы валентных vqh- и voD-колебаний молекулы HDO точно совпадают с полосами симметричных колебаний соответственно молекул НгО и DjO (рис. 51). В результате этого, несмотря на постоянство изотопического смещения полос HjO и D2O, изотопические правила сумм и произведений выполняются хуже, чем это допускает ошибка измерения. Силовое поле, вычисленное исходя из этих частот, дает среднее отклонение 13 см [196], что в 13 раз хуже невязки частот, получаемой для паров воды [182]. [c.136]

Исправленные и неисправленные величины и со,, для Нз и НВ были использованы для проверки обычного изотопического правила [c.152]

Помимо смещения спектральных линий, для атомов многих элементов изотопные эффекты проявляются и в характере сверхтонкого расщепления, обусловленного, как известно, взаимодействием оптических электронов с магнитным и квадрупольным моментами ядра, величина которых зависит от количества нейтронов в ядре при данном его заряде Z. Только для изотопов с чётно-чётными ядрами изотопные эффекты в спектрах ограничиваются изотопическим сдвигом, поскольку для них сверхтонкое расщепление, как правило, отсутствует из-за равенства нулю дипольного и квадрупольного моментов. Рассматриваемое взаимодействие приводит к расщеплению электронных уровней на несколько компонент, каждая из которых соответствует определённому значению полного момента атома Г, складывающегося из углового момента электрона Л и спина ядра I Г = Л +1. В случае чисто магнитного взаимодействия, когда влиянием квадрупольным моментом можно пренебречь, уровни энергии расщепляются на несколько подуровней с разными проекциями полного момента [c.31]

Отношение статистических сумм для сложных многоатомных, молекул, которые отличаются каким-нибудь одним изотопическим атомом, находимое с использованием правила произведений частот Редлиха — Теллера, имеет вид [c.571]

Небольшие ошибки в величинах Х1Я,2/(1е1(Г->) ( 4%) приводят к значительным расхождениям в силовых постоянных. Таким образом, даже для такой небольшой молекулы, как метан, для которой известны колебательные частоты большого ряда изотопических видов этой молекулы, силовые постоянные по экспериментальным частотам V определяются очень ненадежно, особенно постоянная /Сг- Ненадежность определения силовых постоянных объясняется еще и тем, что подобные системы плохо обусловлены, незначительные ошибки в правых частях уравнений сильно влияют на решения. [c.335]

Метод согласования при определении силовых постоянных отличается своей простотой по сравнению, скажем, с широко распространенным методом наименьших квадратов. Прежде всего, этот метод имеет более простое математическое оформление. Здесь удается избежать технических трудностей, связанных с решением плохо обусловленных систем уравнений, т. е. трудностей, которые в методе согласования непосредственно не проявляются. При определении силового поля по методу согласования практически при всех проведенных расчетах оказывалось достаточно экспериментальных частот по двум изотопическим видам молекулы, полностью замещенным одним или другим изотопом. Этот метод не исключает, конечно, возможности включения в расчет более двух молекул, однако в этом, как правило, нет необходимости. В силу свойств матриц Г- и U все частично-замещенные молекулы будут полностью охарактеризованы найденной таким образом матрицей U. В ряде других методов (метод вариаций, метод наименьших квадратов и метод скорейшего спуска) необходимо знание экспериментальных частот по большему числу изотопических молекул. [c.376]

Известно, что спектральные линии, принадлежащие разным изотопам одного и того же элемента несколько смещены друг относительно друга. Измеряя отношение интенсивности линий, принадлежащих разным изотопам, можно определять изотопный состав пробы иногда гораздо проще и быстрее, чем это можно делать классическим способом масс-спектрометрии. Однако только в случае водорода и гелия расстояние между компонентами изотопической структуры превышает 0,1 нм. Как правило, оно меньше 0,01 нм и для селективного возбуждения [c.77]

Правила произведений для изотопических молекул обсуждены в работе Теллера [38] и ряда других исследователей [39]. Эти правила вытекают из того факта, что силовые постоянные совершенно не меняются при изотопических замещениях, в то время как колебательные частоты, зависящие от атомных масс, могут сильно изменяться. Ряд простых примеров будет приведен ниже. Воспользуемся несколькими формулами для частот колебаний [c.38]

В принципе изотопный спектральный анализ ве отличается от обычного элементного спектрального анализа. Качественный анализ производится по наличию или отсутствию соответствующих спектральных компонент, принадлежащих тем или иным изотопам в структуре спектральной линии. При обнаружении компоненты того или иного изотопа однозначно решается вопрос о его присутствии. Необходимо отметить, что отсутствие изотопической компоненты еще не говорит об отсутствии изотопа в исследуемой пробе, поскольку данный изотоп может содержаться в концентрациях, меньших, чем чувствительность данного метода изотопного анализа. Чувствительность изотопного анализа зависит от выбора спектральной линии, от расстояния между компонентами изотопической структуры и их взаимного наложения и от применяемой аппаратуры. Как правило, она больше для линий с широко разделенной изотопической структурой. Обычно чувствительность изотопного спектрального анализа достигает десятых долей процента. [c.133]

Так как изотопическое смещение электронных уровней двухатомной молекулы, как правило, много меньше, чем смещение вращательных и колебательных уровней, то для общего смещения с достаточной точностью можно написать [c.260]

Менделеев был полностью прав в тех случаях, когда отступления атомных весов от целых чисел были незначительны. Эти отступления объясняются ныне дефектом массы при ядерных превращениях. Когда же отклонения от целых чисел значительны, как, например, у хлора (С1 = 35,45), то, как известно, причина этого явления другая — она заключается в изотопическом составе некоторых элементов. В случае хлора имеет место смесь (в соотношении примерно 1 3) тяжелого изотопа и легкого изотопа СР . Менделеев не мог, разумеется, знать этого. Тем более примечательно, что хотя наиболее резкие противоречия с гипотезой Праута не могли быть объяснены с точки зрения идеи превращаемости элементов и изменчивости их атомных весов, основная мысль Менделеева,— что здесь имеется определенная закономерность, а не игра случая,— полностью подтверждена современной физикой. [c.216]

Как правило, локальные неоднородности кристалла — это атомы примеси (в частном случае изотопической), либо нарушения типа вакансий или дислокаций. Их подвижность значительно меньше подвижности электронов (они тяжелы). Поэтому рассеяние на таких неоднородностях надо рассматривать как рассеяние на силовом центре. При этом, если столкновение упругое (а мы здесь будем рассматривать только такие столкновения), то квазиимпульс электрона изменяется, а энергия сохраняется. Сложный закон дисперсии приводит к своеобразному явлению угол рассеяния определяется направлением скорости (а не направлением импульса) электрона после столкновения. При этом, если изоэнергетическая поверхность в пространстве импульсов выпуклая, каждому значению скорости соответствует одно значение импульса (способ его нахождения [c.67]

Во многих случаях для облегчения анализа спектров может быть применен чрезвычайно полезный метод, основанный на зависимости частот колебаний от масс атомов. Замещение атомов их изотопами, в частности замещение атомов водорода в углеводородах атомами дейтерия, заметно изменяет инфракрасные спектры и спектры комбинационного рассеяния н позволяет получить ряд важных сведений. Поскольку силовые постояниые практически не зависят от изотопического состава, исследование спектров полностью дейтерированных углеводородов позволяет получить допо.инительиое число частот для вычисления силовых постоянных и поэтому применяется в ряде с-дучаев. Кроме того, частичное дейтерирование симметричных молекул уменьшает их симметрию, изменяет правила отбора и приводит к расщ(шлению вырожденных колебаний на невырожденные (т. е. к снятию вырождения с некоторых колебаний). Подобные изменения часто чрезвычайно важны для определения и отнесения основных частот исходных (недейтерированных) углеводородов. [c.301]

Помимо обычных, разговорных , наименований элементарных частиц, которые приводятся в таблицах в колонке Частица , существует предложенная Чу, Гелл-Маном и Розенфельдом [6] символика мезонов и барионов, обеспечивающая группировку элементарных частиц по изотопическому спину и гиперзаряду. В табл. 36.2 и 36.3 приведены символы барионов и мезонов в зависимости от / и У, объединенных в унитарные супер-мультиплеты. Дополнительные обозначения, которые записываются в виде индексов у символа элементарной частицы, обеспечивают группировку частиц по значению четности и спина, а также связывают частицы, расположенные на одной траектории Редже [7]. Правила, по которым вводится индекс у символов барионов и мезонов, приведены в табл. 36.3. Например, протон и нейтрон, для которых / = /а." У= 1 — [c.812]

Использование этих соотношений, а также уравнений эквивалентности, связывающих эффективные кинематические коэффициенты раз- чичных изотопических модификаций молекулы, совместно с выражениями тина правил произведений, которые связывают С с наблюдаемыми частотами, дает возможвость определить эффективные кинематические коэффициенты. Тем самым можно провести приближенный учет ангармоничности как при оп])еделении силового поля, так и при определении частот (нулевых, основных и обертонов) колебаний молекул. [c.18]

Жигер и Бен [66] произвели спектроскопическое исследование перекиси дейтерия для решения проблемы о выборе молекулярных размеров, совместимых с моментами инерции. Они использовали правило произведения Теллера— Редлиха [48], представляюш,ее собой безразмерное отнсшение между частным от деления фундаментальных частот двух изотопических молекул и произведением отношений их масс и моментов инерции и коэффициента симметрии. На основании этого они определили, что отношение /с//с=1Л2 и отношение /л/в//л в=2,11дх0,02, где индекс О обозначает момент инерции перекиси дейтерия. Первое из этих отношений сИс ие может считаться точным, поскольку оно вычислено из отношения частот для симметричных колебаний, часть которых наблюдалась лишь для жидкой фазы и требует введения поправки (величина последней еще не вполне известна). Значение дроби 1а1в/1а1в известно более точно, поскольку оно вычислено из частот, обнаруженных для паровой фазы, и содержит лишь небольшую поправку на использование фак- [c.281]

Заключение. В настоящем обзоре мы попытались представить в систематизированном виде данные по влиянию изотопического состава на различные свойства твёрдых тел — на постоянные кристаллической решётки, упругие свойства, фононы и другие возбуждения кристаллической решётки, на электро- и теплопроводность, на электронную структуру металлов и полупроводников и на фазовые превращения. В большинстве случаев изотопические эффекты малы, но есть обратные примеры, когда, как правило в изотопических смесях, изотопы оказывают сильное влияние на свойства твёрдых тел. Замечательным примером такого изотопического эффекта служит значительное (иногда в десятки раз) подавление теплопроводности диэлектриков и полупроводников. Исключительно высокая теплопроводность изотопически чистых полупроводников имеет хорошие перспективы использования в технике в тех случаях, где имеются большие тепловые нагрузки, например, в алмазных монохроматорах для синхротронного излучения [244] и в микроэлектронике [189, 190]. С точки зрения приложений изотопы кремния и германия находят применение для нейтронного трансмутационного легирования полупроводников [10,245]. Исследуются возможности использования изотонически обогащённого монокристалла кремния для точного определения числа Авогадро [58,59] с целью замены эталона килограмма. [c.95]

Вода, состоящая из дейтерия и О (окись дейтерия), носит название тяжелой, так как она на 10,77% тяжелее обычной воды. В отличие от большинства изотопических близнецов, совсем нетрудно различить по физическим свойствам эти два идентичных соединения, различающихся лишь стабильными изотопами одного элемента. Так, вязкость тяжелой воды на 23,2%, точка плавления на 3,81°, точка кипения на 1,43 больше, чем у обычной воды последняя, как правило, лучше растворяет соли, чем тяжелая вода. Все это объясняется тем, что масса дейтерия вдвое больше массы протия. [c.81]

Рассматривая причины, обусловливающие сложную структуру спектральных линий, нельзя обойти вопрос о мультиплетной или тонкой структуре термов. Она возн икает в результате взаимодействия между магнитным спиновым моментом электронов и магнитным моментом их орбитального движения. Вследствие этого многие спектральные линии представляют собой дублетные, трнплетные и т. д. системы в зависимости от числа оптических электронов. Теория и опыт показывают, что ширина такой структуры (расстояние между крайними членами муль-типлетов), как правило, примерно в 1000 раз больше ширины сверхтонкой структуры. Для легких элементов тонкая структура близка по ширине к изотопическому смещению. У водорода тонкая дублетная структура линии На примерно в 13 раз меньше изотопического смещения между линиями На и Оа. Для спектра лития тонкая дублетная струк- [c.119]

Возбуждение спектров. Обычные источники света, широко применяемые в сиектральном анализе,— дуга и искра, как правило, совершенно непригодны для анализа изотопного состава. Высокая температура и большая плотность нлазмы этих источников приводят к такому уширению спектральных линий, которое перекрывает изотопическое расщепление и делает выделение компонентов отдельных изотопов невозможным. [c.262]