Молекулы суммарный орбитальный момент

Молекулярные термы. Электронное облако молекулы как целого характеризует вектор суммарного орбитального момента L и вектор суммарного спина S, как это было у многоэлектронного атома (см. /1). Векторам соответствуют квантовые числа L и S- Проекция орбитального момента молекулы на ось молекулы [c.74]

Взаимодействие движения электронов и ядер молекулы. В тех случаях, когда в данном электронном состоянии квантовые числа Л и S не равны нулю, величина вращательной энер гии зависит не только от момента количества движения ядер молекулы N, но и от величины проекции орбитального момента количества движения электронов на ось молекулы Л и суммарного спина электронов S. Функциональная зависимость энергии вращательных уровней молекулы от величины квантового числа ее полного момента количества движения J определяется взаимодействием векторов N, Л и S. Пять основных типов взаимодействия этих векторов рассмотрены Гундом и получили наименование случаев Гунда а, Ь, с, dn е. Рассмотрение особенностей взаимодействия векторов для каждого случая связи выходит за рамки настоящего Справочника подробное обсуждение этих вопросов дано в монографиях Герцберга [151,2020, а также в статьях Малликена [2976,2981, 2982]. [c.48]

Поведение молекулы в магнитном поле зависит от трех величин одна определяет всегда имеющийся эффект, индуцируемый самим полем, а две другие характеризуют постоянные величины, а именно суммарный спиновый магнитный момент и орбитальный момент электронов. Условия проявления двух последних характеристик в молекулах углеводородов совсем особые полученные данные относятся к возбужденным состояниям, и мы не будем ими заниматься. Эффект индукции, всегда наблюдающийся под влиянием магнитного поля, является следствием диамагнетизма, существование которого может быть объяснено на простом атомном примере. В магнитном поле электроны атома получают небольщой дополнительный момент количества движения и связанный с ним магнитный момент аналогично тому, как в витке проводника, перпендикулярном переменному магнитному полю, возникают ток и связанное с ним магнитное поле. Индуцированное поле противоположно индуцирующему и пропорционально сечению витка, т. е. квадрату радиуса электронной орбиты. Каждый /-электрон атома вносит свой вклад, пропорциональный г], т. е. усредненному квадрату его расстояния от ядра, что приводит к выражению для молекулярной восприимчивости [c.31]

Перенос энергии за счет обменных взаимодействий может рассматриваться как особый тип химической реакции, в которой химическая природа партнеров А и О не меняется, а возбуждение переносится от одной частицы к другой. Тогда существует переходное состояние, характеризующееся расстоянием между А и О, не сильно превышающим сумму радиусов газокинетических столкновений, и перенос энергии по обменному механизму, вероятно, имеет место лишь для таких значений г. Как и другие химические процессы, перенос энергии будет эффективным лишь в том случае, если потенциальные энергии исходных и конечных продуктов расположены на непрерывной поверхности, описывающей зависимость потенциальной энергии системы от нескольких межатомных расстояний реакция, протекающая на такой поверхности, называется адиабатической. Другими словами, исходные и конечные вещества должны коррелировать друг с другом и с переходным состоянием. Большинство химических реакций с участием невозбужденных частиц может протекать адиабатически, но для таких процессов, как обмен энергией, когда участвует несколько электронных состояний, требование адиабатичности реакции может налагать ряд ограничений на возможные состояния частиц А,А и 0,0, для которых передача возбуждения эффективна. Так, для атомов и малых молекул необходима корреляция спина, орбитального момента, четности и т. д. Однако в случае сложных молекул низкой симметрии обычно необходима лишь корреляция спина. Для проверки подобной корреляции рассчитывается вероятный суммарный спин переходного состояния сложением векторных величин индивидуальных спинов реагентов (см. разд. 2.5 о сложении квантованных векторов в одиночных атомах или молекулах). Так, для исходных веществ А и В, имеющих спины Зд и 8в, суммарный спин переходного состояния может иметь величины 5а+5в , [c.122]

Рассмотрение свободных радикалов в газовой фазе следует начать с анализа взаимодействия различных угловых моментов. Для двухатомных и линейных многоатомных молекул различные возможности классифицируются по Гунду [383]. В качестве примера рассмотрим случай связи а по Гунду, приведенный на рис. 12-18, а. Здесь электронное движение очень сильно связано с межъядерной осью. Это рассмотрение годится для молекулы с ненулевым суммарным орбитальным моментом вокруг межъядерной оси 2. Благодаря цилиндрической симметрии орбитальный момент L прецессирует вокруг оси 2 2-компонента Ь квантуется и принимает значения Л (Л = 0, 1, 2...). Полный спиновый момент 8 также прецессирует вокруг 2, ибо он связан с Ь спин-орбитальным взаимодействием 2-компонента 8 принимает значения 2. Значения Л и 2 складываются или вычитаются, давая 2= Л Е1. Угловой момент N теперь взаимодейст- [c.375]

В многоэлектронных двухатомных молекулах, аналогично многоэлектронным атомам, следует рассматривать вектор суммарного орбитального момента [c.30]

Спиновое расщепление. Поскольку у молекулы типа асимметричного волчка не может быть электронного орбитального момента количества движения, спин-орбитальное взаимодействие вообще слабое, подобно взаимодействию в линейных молекулах в случае связи Ь по Гунду. Если суммарный спин 5 = /2, т. е. в случае дублетных состояний, то два подуровня могут быть описаны формулами [c.151]

У молекул возможны разл. проявления 3. э. в зависимости от того, какие составляющие ее магн. момента играют при этом определяющую роль. Так, для многоатомных молекул, не обладающих сферич. или осевой симметрией, в конденсир. фазе среднее значение орбитального момента кол-ва движения электронов близко к нулю, вращение молекулы как целого также отсутствует. Для таких молекул магн. момент определяется суммарным спином 5 электронов если Х 0. то имеются неспаренные электроны (частицы парамагнитны) Расщепление на зеемановские подуровни определяется величиной где = = —Х, -5-1-1,..., 5-проекция спина на направление поля. Если в молек ле имеются ядра со спинами 1 , происходит дополнит, расщепление уровней обусловленное ядерными магн. моментами и определяемое оператором вида [c.169]

Кроме значения проекции орбитального момента на ось молекулы, электронные состояния различаются суммарным спином [c.640]

Для простоты будем полагать, что частицы АВ и ВС являются двухатомными молекулами (или ионами) с нулевыми проекциями орбитальных моментов электронов на ось молекулы (Е-термы). В 2-состоянии относительное движение ядер двухатомной молекулы эквивалентно движению одной частицы с орбитальным моментом I в центрально-симметричном поле I — суммарный момент орбитального движения электронов и вращательного движения ядер в молекуле). [c.179]

Запрет интеркомбинационных переходов основывается на предположении, что спиновый и орбитальный моменты валентных электронов не взаимодействуют между собой и квантуются раздельно. Приближенно это выполняется в легких атомах и молекулах, содержащих только такие атомы. При более строгом рассмотрении нельзя считать, что спиновый и орбитальный моменты электрона независимы друг от друга. Напротив, они магнитно взаимодействуют (электрон и ядро можно представить себе как движущиеся заряды, которые создают магнитное поле). Учитывая это, следует рассматривать не чистый спиновый момент электрона, а суммарный момент, отражающий такое взаимодействие. Чем больше заряд ядра, тем больше орбитальный магнитный момент электрона и тем сильнее спин-орбитальная связь соответственно ослабляется спиновый запрет, возрастает вероятность (интенсивность) интеркомбинационных переходов, например A2g- Eg или 5о->7 1. В тяжелых атомах и молекулах с тяжелыми атомами спин-орбитальная связь особенно значительна. [c.69]

Обозначение состояния одного электрона буквой я означает, что проекция орбитального момента электрона на ось молекулы равна -1-1 или —1. Состояния с квантовым числом 4-1 симметричны относительно какой-то плоскости, проходящей через ось молекулы, состояния с квантовым числом —1 — антисимметричны отно- сительно этой плоскости. В случае ацетилена в качестве такой плоскости можно рассматривать плоскость XZ. Тогда электронам я соответствует момент - -1, а электронам Пиу — момент —1. В основном состоянии молекула имеет два электрона я и два Пу. Следовательно, полный момент равен 2(-1-1)+2(—1)=0. Состояние молекулы обозначается Это состояние синглетное, так как на каждой молекулярной орбитали находятся два электрона, следовательно, спины их должны быть спарены и суммарный спиновый момент равен нулю. Состояние четное, так как четыре нечетных орбитали дают четное прямое произведение. В одноэлектронном возбужденном состоянии пи->п1 конфигурация может осуществляться четырьмя одноэлектронными переходами Пих- гх, Лuy- ngy , Лих Лцу Лиу — [c.57]

Если все электроны в молекуле спарены, то 1 = 0 орбитальные моменты неспаренных электронов могут быть различны и соответственно различен их вклад в суммарный момент. В зависимости от этого вклада для электронов условно приняты следующие обозначения [c.300]

Спиновые дипольные моменты неспаренных электронов в атоме, ионе или молекуле обычно складываются по определенным законам и приводят (вместе с орбитальным моментом, если таковой имеется) к результирующему магнитному моменту системы. Спиновой дипольный момент одного электрона имеет величину У 3=1,73 магнетонов Бора. Суммарный спиновой момент п неспаренных электронов имеет значение [c.117]

Происхождение парамагнетизма связано с присутствием в молекулах веществ неспаренных электронов, которые вследствие вращения вокруг оси обладают магнитным моментом. Получаемая на опыте величина магнитной восприимчивости представляет собой суммарный эффект диа- и парамагнетизма. Поскольку диамагнетизм веществ выражен слабее, чем пара- и тем более ферромагнетизм, то в пара- и тем более ферромагнетиках им пренебрегают. Орбитальный магнетизм (т. е. магнетизм, вызванный движением электронов по орбитам) считают скомпенсированным. [c.338]

На магнитные характеристики веществ существенно влияет специфика взаимодействия их микрочастиц, и если в газах суммарный магнитный эффект может быть определен суммированием магнитных моментов молекул или атомов, то для твердых тел подобные расчеты заметно усложняются. Если энергетические зоны в твердом веществе целиком заполнены электронами или, напротив, совершенно свободны, оно будет обладать диамагнитными свойствами. С этой точки зрения к диамагнитным материалам следует отнести все диэлектрики, а также полупроводники при низких температурах. Из двух составляющих магнитного момента электрона, спиновой и орбитальной, последняя в среднем по кристаллической решетке близка к нулю, или замора- [c.301]

Молекулярные термы. В< ледствие взаимодействия электронов и взаимодействия их спинов электронное облако молекулы характеризует вектор суммарного орбитального момента импульса L и вектор суммарного спина S, как это было у многЬэлектронного атома (см. 13). Векторам соответствуют квантовые числа.X и S. (Расчеты L и 5 описаны в 13.) Вектор орбитального момента прецессирует в электрическом поле ядер л олекулы, ориентируясь согласно правилам квантования, и взаимодействуя с этим полем. Так как симметрия поля ядер осевая—энергетическое состояние молекулы зависит не от самого , но от составляющей вектора в направлении поля, т. е. от проекции момента на ось молекулы L- [c.109]

Любой электрон в атоме или молекуле имеет магнитные моменты двух типов орбитальный, определяемый орбитальным квантовым числом I, и собственный, спиновый, выраженный квантовым числом з. В атомах или молекулах все орбитальные моменты электронов векторпо складываются в общий орбитальный момент Ь, а все спин-моменты в общий спин-момент 5. Эти два момента также векторпо суммируются, образуя полный момент J. В магнитном поле происходит ориентация момента J, проекция которого на ось поля описывается магнитным квантовым числом М. Изменение энергии частицы в результате помещения ее в постоянное магнитное поле пропорционально его напряженности Н АЕ = йМН 1 , где Цв — магнетон Бора (см. раздел 6.2) й — фактор, связанный с суммарными квантовыми числами 3, Ь и J соотношением [c.225]

У молекул с осью симметрии бесконечного порядка Соо, т. е. у двухатомных и линейных многоатомных молекул, относящихся к точечным группам и D oh, в основу классификации электронных состояний положен модуль проекции суммарного орбитального момента количества движения электронов на ось молекулы Мь =Л, так как энергия состояния зависит именно от этой величины. Электронные состояния молекулы обозначаются в соответствии со значениями Л следующими символами [c.300]

Электронное состояние двухатомной молекулы определяется в зависимости от величины квантового числа проекции суммарного орбитального момента количества движения электронов на ось молекулы Л и от величины квантового числа суммарного электронного спина 5 (мультиплетность электронного состояния равна 25+1). Квантовое число Л равно нулю для за 5кнутой электронной оболочки и может быть равно 1, 2, 3,. .. в случаях незамкнутой электронной оболочки молекулы. Соответствующие указанным возможным значениям квантового числа Л электронные состояния двухатомных молекул (а также линейных многоатомных молекул) обозначаются буквами Е, П, А,. ... Мультиплетность электронного состояния указывается в виде верхнего индекса перед буквенным его обозначением. 11апрнмер, Е, П, А,. ..— синглетные состояния, соответствующие значениям Л--0, 1, 2,. .. 2П,. .. — дублетные состояния П, А,. .. — триплетные состояния и т. д. Квантовое число 5 может принимать целые или полуцелые значения О, 7г, 1,. .., которым соответствуют следующие значения муль-типлетности 25 + 1 1, 2, 3,. ... [c.209]

Чтобы рассчитать значение внутр высоких температурах, надо просуммировать большое число слагаемых, иногда до нескольких тысяч. С помош,ью быстродействуюш,их вычислительньтх машин эту задачу можно решить, и расчеты по методу непосредственного суммирования проводятся. Однако значительно чаш,е используют различные приближенные методы, которые позволяют уменьшить объем вычислительной работы. Эти приближенные методы относятся к расчету статистической суммы кол.-вр при заданном электронном состоянии. Далее мы охарактеризуем некоторые методы расчета величины Скол.-вр для молекул в электронном состоянии когда равны нулю проекции результирующего орбитального момента количества движения на ось молекулы и суммарный спин электронов. [c.233]

Рассмотрим вначале молекулы, относящиеся к группе симметрии Соои. В поле аксиальной симметрии сохраняется проекция орбитального момента количества движения на ось молекулы. Поэтому электронные состояния молекулы можно классифицировать по значениям абсолютной величины этой проекции. Абсолютное значение суммарной проекции Л орбитального момента электронов па ось молекулы в единицах й принимает значения О, 1, 2, 3, 4,. .. Более часто вместо численного значения Л указываются большие греческие буквы Е, П, А, Ф, Г, которые сопоставляются значениям А = О, 1, 2, 3, 4,. .. [c.640]

Диамагнетизм присущ всем видам вещества. В любом веществе либо все электроны, либо по крайней мере некоторая их часть находится на замкнутых оболочках. Спиновый и орбитальный моменты электронов на замкнутых оболочках всегда скомпенсированы таким образом, что их суммарный магнитный момент равен нулю. Однако если такой атом или молекулу поместить во внешнее магнитное поле, то появляется небольшой магнитный ьюмент, величина которого пропорциональна напряженности поля. Электронные спины никакого отношения не и.меют к этому индуцированному моменту электроны с антипараллельными спинами на замкнутых оболочках остаются тесно связанными в пары. Однако под действием магнитного поля электрическое облако слегка деформируется, так что возникает некоторый результирующий орбитальный момент, направленный противоположно наложенному полю. За счет этого противоположного направления диамагнитные вещества выталкиваются из магнитного поля. [c.23]

СШШ — собственный момент количества движения элементарной частицы, связанный со специфич. внутренней степенью свободы частицы (в отличие от орбитального момента количества движения, обусловленного перемещением частицы в пространстве) (от англ. spin — вращение). Для сложной частицы или системы частиц (атомное ядро, атом, молекула и т. д.) также вводят понятие С., к-рый определяется как векторная сумма С. составляющих ее элементарных частиц, в этом случае его называют также суммарным, или полным, с. [c.499]

Наряду с синглетными (S) молекула обладает три-плетными (Т) электронными уровнями, расположенными в шкале энергий ниже, чем синглетные. Переход синглетного возбужденного состояния за время около 10 с в триплетное называется интеркомбинационной конверсией Si—vr. Эта внутримолекулярная физическая реакция происходит в местах пересечения кривых потенциальной энергии синглетного и триплетного состояний. При интеркомбинационной конверсии ориентация спина фотоэлектрона меняется на противоположную, в результате чего спины двух ранее спаренных электронов становятся параллельными. Триплетная молекула приобретает парамагнитные свойства, приближаясь к бирадикалу. Во внешнем магнитном поле триплетный уровень расщепляется на три составляющих уровня, каждый из которых соответствует одному из трех типов ориентации суммарного спина по полю, перпендикулярно и против поля. Так появился термин триплетное состояние . Переход синглетное— -триплетное состояние (состояния разной муль-типлетности) запрещен квантовомеханическими правилами отбора спиновый запрет и запрет rio симметрии. Однако из-за спин-орбитальных взаимодействий (между спиновым магнитным моментом фотоэлектрона и орбитальным моментом) в триплетном состоянии всегда есть примесь синглетного (и наоборот) и вероятность синглет-триплетного перехода резко возрастает, особенно в присутствии тяжелых атомов. [c.18]

При рассмотрении конфигураций становится очевидным, что если на (зз-оболочке имеются три электрона и есть еще два электрона на е -обо-лочке, то суммарная энергия стабилизации равна нулю (см. рис. 28 на стр. 224, где показано, что уровень лежит на /б А ниже нерасщеплен-ного уровня, а уровень расположен на /б А выше невозмущенного положения), так что низший терм свободного иона не только остается нерасщепленным в кристаллическом поле, но и неизмененным по энергии (см. рис. 32). При более высоких энергиях лежат другие термы, возникающие при конфигурации , но имеющие более низкие мультиплетности, т. е, содержащие часть спаренных электронов, а поэтому можно представить себе переходы, при которых все происходящее сводится к изменению спина одного электрона, причем электрон остается на t g- или на вд-оболочке. Изменение спина вызывает также обязательное изменение орбитального углового момента, но можно полагать, что это вызывает только смещение перехода из микроволновой области, где обычно наблюдаются спектры электронного спинового резонанса, в видимую область, где он наблюдается в данном случае (ср. с разностью энергий термов и или у атома азота [136]). Поскольку полное число разрыхляющих электронов не изменилось, эти полосы являются резкими, потому что эластические кон-станты молекулы в верхнем и нижнем состояниях практически одинаковы и при переходе не изменяются ни форма молекул, ни даже длины связей. Такие переходы означают, что минимум на потенциальной кривой возбужденного состояния находится почти точно вертикально над минимумом потенциальной кривой основного состояния и наблюдаются только полосы типа 0,0 и, возможно, 1,1 (если колебательное состояние 1 заселено в основном состоянии молекулы см. рис. 46, а, на котором приведена диаграмма Франка—Р ондона). [c.255]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология