Энергетические уровни молекул устойчивые

Процесс предиссоциации легче всего можно себе представить, рассматривая потенциальные кривые (рис. П,.6) и пользуясь при этом принципом Франка — Кондона. Кривая I в обоих случаях соответствует нормальному состоянию. В результате электронного возбуждения молекула переходит в новое энергетическое состояние, которому соответствует кривая 2. Еще большему запасу энергии соответствует кривая 3. Пока верхний колебательный уровень лежит ниже уровня О, молекула вполне устойчива, и этим переходам соответствуют полосы нормального строения. Начиная с уровня О и выше, в спектре появляются диффузные полосы. Появление их легко понять, если рассмотреть поведение молекулы, энергия колебания которой соответствует точкам, расположенным выше уровня О. Пусть при возбуждении молекула попадает на уровень Е. Колебания ядер молекулы и изменения потенциальной энергии молекулы можно сравнить с движением тяжелого шарика. Шарик, поднятый в точку на кривой 2 и предоставленный самому себе, будет двигаться со все возрастающей скоростью и, пройдя низшую точку потенциальной кривой с максимальной кинетической энергией, поднимется до точки , лежащей на том же уровне, что и точка . При обратном движении, когда шарик попадет в точку С, у него будут две возможности или катиться вниз по прежней кривой, или перейти на кривую 3, не изменив своей кинетической энергии (в соответствии с принципом Франка— Кондона). Если шарик перейдет на кривую 3, то, катясь по ней, он поднимется выше уровня О, поэтому, двигаясь обратно по этой же кривой. [c.68]

Энергетический уровень молекулы, обладающей способностью к резонансу, всегда оказывается нин е рассчитанного для какой-либо из возможных граничных структур, т. е. при этом наблюдается рост устойчивости молекулы, характеризуемый величиной энергии резонанса . Эта разность энергетических уровней соответствует различию между экспериментально определяемыми значениями энергии образования и значениями, рассчитанными для [c.52]

Тут каждая горизонтальная линия изображает молекулярную (двухэлектронную) орбиталь. Энергия изолированного я-электрона равна Ео. Чем ниже расположен энергетический уровень, тем устойчивее молекулярная орбиталь. Чем больше количество связывающих молекулярных орбиталей, тем устойчивее соединение и тем оно менее реакционноспособно. В случае возбуждения молекулы бензола один из электронов с ВЗМО (верхняя -занятая молекулярная [c.38]

В простейшем случае двух атомов водорода из их Is-op-бит могут возникнуть молекулярные орбиты ais (связывающая) и a ls (разрыхляющая). Так как энергетический уровень связывающей орбиты лежит ниже исходных атомных уровней, она и заполняется обоими ls-электронами, которые становятся связывающими, обеспечивая тем самым устойчивость молекулы Hj. [c.232]

Таким образом, под переносом тепла понимается перенос частиц с разной энергией из одного места другое. Ассоциация молекул друг с другом или молекул газа с твердой поверхностью есть обязательное условие для обмена энергиями между взаимодействующими частицами. Ассоциация молекул происходит даже при упругом столкновении, когда энергетическая разность между сталкивающимися молекулами может быть минимальной. В этом случае образующийся ассоциированный комплекс, состоящий из двух-трех молекул, крайне неустойчив и может легко распадаться. Для образования более устойчивой ассоциированной частицы — ассоциата или комплекса — из двух молекул. равной энергии необходимо наличие третьей частицы с меньшей энергией, чем у первых двух частиц. В этом случае третья частица берет на себя энергию ассоциации, являясь аккумулятором энергии образовавшегося комплекса (26]. Если же имеют место неупругие столкновения молекул реального газа, которые обычно начинаются при достижении определенного энергетического уровня колебания и вращения молекул, то увеличивается число ассоциированных частиц. Образование комплексных частиц происходит и с молекулами, у которых потеря энергии сопровождается переходом электрона на низший энергетический уровень, и с ионами. В момент образования комплекса происходит как бы выравнивание энергии между ассоциирующимися частицами. Время существования и длина свободного пробега ассоциированных комплексов зависят от энергетического состояния молекул до столкновения и от числа столкновений комплекса с другими частицами. [c.5]

Следовательно, чтобы заставить молекулу вступить в реакцию, ее нужно поднять на более высокий энергетический уровень, характерный для данного вещества, или, как принято выражаться, чтобы данное вещество оказалось способным вступить в реакцию, онэ должно преодолеть определенный энергетический барьер. Итак, активные молекулы с точки зрения кинетической теории — это быстрые молекулы, обладающие повышенной энергией движения. Однако активация не сводится только к повышению скорости движения. Активными молекулами могут быть возбужденные молекулы с электронами, перескочившими на более удаленную орбиту, и, наконец, химически измененные молекулы, примером чего может служить расщепление их на атомы. Все это в зависимости от природы вещества может быть вызвано температурной активацией, которая наряду с увеличением числа быстро двигающихся молекул может вызывать деформацию их, понижение молекулярной устойчивости и т. п. [c.93]

Как уже отмечалось, современная спектроскопия целиком базируется на квантовой теории, в основе которой, в свою очередь, лежат фундаментальные квантовые законы, определяющие свойства атомов и молекул. В соответствии с первым постулатом Бора, любая атомная или молекулярная система является устойчивой лишь в определенных стационарных состояниях, которым отвечает некоторая дискретная (прерывная) или непрерывная последовательность энергии Е системы. Любое изменение этой энергии связано со скачкообразным переходом системы из одного стационарного состояния в другое. Для конкретных систем последовательность значений Е может быть либо целиком дискретной, либо целиком непрерывной, либо частично дискретной и частично непрерывной. По аналогии с понятием потенциальной энергии как энергии тела, поднятого на различные высоты (уровни), в квантовой механике и спектроскопии принят термин уровень энергии или энергетический уровень . Это понятие легко интерпретировать графически (рис. 1.1). Самый нижний из присущих молекуле уровней энергии называют основным или нормальным, остальные — возбужденными уровнями. [c.6]

Так как энергетический уровень понижается по мере смещения заряда к центру молекулы, а максимальная устойчивость достигается при локализации заряда на втором — четвертом атомах углерода от конца цепи, то преимущественно образуются олефины с внутренней двойной связью. [c.29]

Когда молекула хлорофилла или другого фотосинтетического пигмента поглощает свет, говорят, что она перешла в возбужденное состояние. Энергия света используется для перевода электронов на более высокий энергетический уровень. Энергия света улавливается хлорофиллом и преобразуется в химическую энергию. Возбужденное состояние хлорофилла неустойчиво, и его молекулы стремятся вернуться в обычное (устойчивое) состояние. Например, если через раствор хлорофилла пропустить свет, а затем понаблюдать за ним в темноте, то мы увидим, что [c.261]

Термическая активация аллена, иными словами придание молекулам определенной энергии (и, как следствие этого, переход их на более высокий энергетический уровень) представляет собой чаще всего радикальный процесс, при котором устойчивые в обычных условиях связи углерод—углерод и углерод—водород становятся лабильными. Учитывая указанное обстоятельство, для интерпретации термических превращений аллена широко привлекаются методы исследования радикальных процессов. [c.83]

В расплавах и при метаморфизме диффузия — главный регулятор последовательности минералообразования, т.к. температура — это определенный энергетический уровень интенсивности диффузионного движения вещества. При высоком энергетическом уровне устойчивости минералы с плотной кубической упаковкой с более прочными склеивающими силами сцепления между атомами. При более низких температурах образуются более рыхлые минералы со слабыми связями между молекулами. [c.38]

По теории Бора каждый атом может находиться лишь в дискретном ряде стационарных (устойчивых) состояний, характеризующихся определенными значениями энергии в этих состояниях атом не излучает. При поглощении определенной порции (кванта) света или при ином энергетическом воздействии атом переходит на более высокий уровень энергии, при излучении — опускается на более низкий. Возможным переходам между энергетическими уровнями соответствует группировка спектральных линий в серии, наблюдаемая в спектрах излучения и поглощения атомов и молекул. По положению спектральных линий в спектре можно судить об уровнях энергии и внутреннем строении атома, а по [c.12]

Из рис. 18 видно, что пока молекулы воды рождаются одновременно с новыми активными частицами ОН, Н или О, вещество остается на энергетических уровнях, близких к нулевому, и цепная реакция продолжается. Как только столкнулись две активные частицы и тем или иным путем дали устойчивые молекулы НгО, Нг или Ог, уровень уходит глубоко вниз, и это ведет к обрыву цепи. [c.57]

Теория поглощения света не будет здесь рассмотрена более подробно, так как ее можно трактовать только с помощью квантовой теории и волновой механики. Однако в качестве рабочей гипотезы и для понимания этого явления химиком-органиком можно с успехом использовать теорию мезомерии. В соответствии с этой теорией красителем является ненасыщенное соединение, которое можно описать с помощью ряда мезомерных предельных структур. Поглощая световую энергию, непрочно связанные валентные электроны переходят на более высокий энергетический уровень, н, таким образом, молекула красителя переходит в возбужденное состояние. Чем большее число мезомерных структур участвует в основном состоянии, тем легче обычно происходит возбуждение молекулы и тем глубже окрашено соединение. В соответствии с этим все окрашенные вещества должны были бы быть неустойчивыми. Однако благодаря тому, что ненасыщенные группы, введенные в ароматические и хииоидные системы, могут стабилизоваться, в результате сопряжения и образования водородны.ч связей, химикам удалось получить чрезвычайно устойчивые красители. [c.597]

Сама возможность существования ароматических систем обусловлена тем, что циклическая делокализация л-электронов повышает термодинамическую устойчивость молекулы, ъ е. понижает уровень ее внутренней энергии. Выигрыш энергии является необходимым условием ароматичности и мог бы служить достаточным критерием при наличии надежных методов его определения. Сложность использования энергетических критериев заключается как раз в несовершенстве этих методов. Принципиальная трудность состоит в том, что энергию реальной ароматической молекулы приходится сопоставлять с энергией гипотетической молекулы с невзаимодействующими локализованными двойными и простыми связями. Разность энергий этих структур, которая носит название энергии резонанса (ЭР), не может быть определена целиком экспериментально, поскольку структура сравнения реально не существует. Поэтому ЭР как главный энергетический критерий ароматичности определяют сочетанием экспериментального и расчетного методов (эмпирическая ЭР) или рассчитывают теоретически методами квантовой механики. [c.33]

Ранее было отмечено, что другое состояние, а именно 2 -со-стояние, возникает из конфигурации (Iss) (2/ з) оно, однако, диссоциирует не на два нормальных атома водорода, а на один нормальный и один возбужденный атом, обладающий 2s- или 2/>-электроном. Действительно, согласно схеме соотношения энергетических уровней (рис. 35), ни конфигурация ls2s, ни ls2/> не могут приводить к (Iso) (2ра). Вероятно, что 2s- (или 2р-) электрон превращается в Зрт (или38а),но так как более низкая энергетическая орбита (2рз) является незанятой, то электрон переходит на этот уровень, что он может сделать, не изменяя ни характера симметрии, ни значений А и 5 молекулы. Так как 2/ а-уровень не является более высоким, а возможно даже, что он является более низким, чем 2s- или 2/)-уровень отдельных атомов, то эта орбита не будет теперь ослабляющей. В результате S -состояние молекулы водорода является устойчивым по отношению к одному нормальному и одному возбужденному ( iS или Р) атому водорода (рис. 37), хотя 2ц-состояние с той же самой электронной конфигурацией неустойчиво по отношению к двум нормальным атомам. Сравнительно частым явлением у обычных молекулярных электронных конфигураций является то, что данная конфигурация представляет систему, неустойчивую по отношению к двум нормальным атомам, в то время как та же самая конфигурация может быть устойчивой по отношению к одному или более возбужденным атомам. Ранее было указано, что состояние с высшей мультиплетностью для данной электронной конфигурации является состоянием с низшей потенциальной энергией в его равновесном состоянии диаграмма потенциальной энергии на рис. 37 показывает справедливость этого для рассмотренного случая. [c.342]

При определенных условиях фотон может временно передать свою энергию какой-либо молекуле независимо от ее энергетического состояния (как это допускается процессом IX на рис. 6-1) и повысить ее энергию до некоторого фактического уровня Я. Однако в общем случае этот уровень не отвечает устойчивому состоянию, и молекула должна немедленно перейти в свое основное состояние. При возвращении она может остаться в возбужденном колебательном состоянии (переход в на схеме), при этом энергия испускаемого фотона будет меньше энергии, необходимой для возбуждения на определенный колебательный подуровень. С другой стороны (переход <3), некоторые молекулы уже могли находиться в возбужденном колебательном состоянии, и тогда испускаемый фотон будет иметь несколько большую энергию. Если же молекула возвращается на тот же уровень энергии, с которого произошел переход (переход г), энергия (или длина волны) не изменяется. [c.167]

Кривая 1 на рис. 27а и б соответствует нормальному состоянию. В результате электронного возбуждения молекула переходит в новое энергетическое состояние, которому соответствует кривая 2 еще большему запасу электронной энергии соответствует кривая 5. Пока, верхний колебательный уровень лежит ниже точки О, молекула вполне устойчива и в спектре наблю- [c.100]

Схема энергетических уровней МО молекулы ВеН , приведенная на рис. 40, составлена следующим образом. В левой части диаграммы расположены валентные орбитали центрального атома, причем более устойчивый 25-уровень располагается ниже 2р-уровня. Орбитали 15 двух атомов водорода находятся в правой части диаграммы. Вследствие различия в электроотрицатель-ности 15-уровни водорода расположены ниже 25- и 2р- [c.104]

Окись азота N0 является особенно интересным соединением, поскольку эта устойчивая двухатомная моле кула обладает неспаренным электроном. Основным состоянием этой молекулы является состояние П. Энергетический уровень основного состояния слегка расщеплен, что приводит к появлению специфического спектра поглощения в инфракрасной области. Флетчер и Беган [114] на приборе с высоким разрешением наблюдали полосы, соответствующие нормальным колебаниям молекулы N"0 (1760—1920 слг ), и вычислили молекулярные константы, которые оказались в хороше.м согласии с константами, полученными раньше. Они также наблюдали спектры молекул N N =0 , и N N 0 в области 500—4000 слг . Были протабулиро-ваны частоты трех основных полос и пятнадцати обертонов и составных полос. В нулевом приближении были рассчитаны частоты для изотопических молекул с использованием известных постоянных ангармоничности и изотопических соотношений. [c.43]

Затем в процессе каталитического крекинга карбониевые ионы претерпевают различные превращения. При гидридном сдвиге (реакция 4) положительный заряд переходит к соседнему атому углерода. Поскольку энергетический уровень понижается по мере смещения заряда к центру молекулы и так как максимальная устойчивость достигается при локализации заряда на втором четвертом атомах углерода от конца цепи, то происходит преимущественное образование олефинов с внутренней двойной связью. В результате метидного сдвига [c.297]

На рис. 27 энергетический уровень валентных электронов молекулы отвечает точке на линии 2зад. Эта точка лежит ниже исходного уровня 25 свободных атомов, а потому молекула устойчива. [c.60]

Хотя уровень 2ря лежит немного ниже уровня 2рОд и на первом из них имеются четыре вакансии, один электрон все же переходит на орбитал 2р%, что оказывается выгодным в связи с увеличением мультиплетности. Ионизация делает молекулу Сг менее устойчивой. На рис. 33 и 34 даны энергетические схемы молекулы Сг. [c.65]

Вернемся теперь к химической реакции. Какой фактор влияет на течение реакции таким же образом, как профиль дороги на расположение мячей на верхней и нижней площадках Таким фактором является тежпера-тура. При любой температуре, кроме абсолютного нуля, происходит непрерывное беспорядочное движение молекул. Одни молекулы имеют низкую кинетическую энергию, другие — высокую в соответствии с кривой распределения молекул по энергиям (см. рис. 8-4). Некоторые молекулы иногда приобретают энергию, достаточную для подъема наверх с образованием менее устойчивого соединения. С одной стороны, превращения, в которых участвуют молекулы, идут в направлении образования соединений с минимальной энергией. С другой стороны, реакции, происходящие между молекулами, в конце концов приводят к установлению динамического равновесия, когда при данной температуре системы молекулы в результате беспорядочного движения будут с одинаковой скоростью переходить в соединения с повышенной энергией и скатываться на более низкий энергетический уровень. [c.235]

Рассмотрим в качестве примера медь. В водных растворах не существует простого иона Си + (хотя часто его записывают именно так), потому что он легко образует координационные связи с любыми молекулами или ионами, несущими неподелен-ную пару электронов. Такие неподелейные пары имеются в воде, аммиаке, цианид-ионе, хлорид-ионе и многих других частицах. В структуре иона меди(П), координирующейся с любым из этих оснований Льюиса, на третьем (М) основном энергетическом уровне имеется только 17 электронов, тогда как четвертый (Л ) уровень содержит устойчивый октет. Разные ионы не могут иметь одинаковую окраску, поскольку природа лиганда влияет на энергию электрона. [c.77]

Фотовозбуждение переводит один электрон устойчивой моле кулы на более высокий энергетический уровень. В этом состоянии спин электрона может быть антипараллельным спину его партнера, тогда состояние системы по-прежнему останется син-глетным. Но возможны и такие переходы, когда спин электрона, перешедшего на более высокий энергетический уровень, становится параллельным партнеру, тогда результирующий спин будет равен 1, а мультиплетность равна трем. Состояние системы будет триплетным и обозначается символом Т. Схема физических процессов, вызванных возбуждением и дезактивацией молекулы, показана на рис. 61. Как видно из схемы, электронно-возбужденная молекула может разными путями (излучательными и безыз-лучательными) возвращаться в основное состояние. Безызлуча-тельные переходы каскадного типа могут происходить как в [c.305]

Фотовозбуждение переводит один электрон устойчивой молекулы на более высокий энергетический уровень. В этом состоянии спин электрона может быть антипараллельным спину его партнера, тогда состояние системы по-прежнему останется синглетным. Но возможны и такие переходы, когда спин электрона, перешедшего на более высокий энергетический уровень, становится параллельным партнеру, тогда результируюш,ий спин будет равен 1, а мультиплетность равна трем. Состояние системы будет триплетным и обозначается символом Т. Схема физических процессов, вызванных возбуждением и дезактивацией молекулы, показана на рис. 75. Как видно из схемы, электронно-возбужденная молекула может разными путями (излучательными и безызлучательными) возвращаться в основное состояние. Безызлучательные переходы каскадного типа могут происходить как в синглетном состоянии, так и в триплетном. Молекула постепенно переходит из одного колебательного состояния в другое до более низкого электронного уровня. Энергия, выделяющаяся при этом, передается безызлучательным процессом другим молекулам среды. Безызлучательные переходы между состояниями одинаковой мультиплетности называются внутренней конверсией. [c.317]

При этом освобождается энергия, равная разности работ ионизации молекул AB и D. Наибольшая вероятность такого процесса будет при условии, что ион D при междуядер-ном расстоянии, соответствующем положению устойчивого равновесия в нейтральной молекуле D, имеет электронновозбужденное состояние, энергетический уровень которого по сравнению с основным состоянием будет близок указанной разности работ ионизации обеих молекул. При этом может случиться, что новый ион претерпевает диссоциацию. В качестве такого примера можно привести соударения ионов Ne" " с кислородными молекулами в основном состоянии. Получаются возбужденные ионы 0+, получившие энергию большую, чем работа диссоциации, и поэтому спонтанно диссоциирующие на О " и О. Необходимо отметить, что подобные процессы перезарядки идут не только в газовых смесях, но и в индивидуальном газе, причем обмен электроном, происходит лучше всего именно в последнем случае или в смеси газов, имеющих близкие потенциалы ионизации [c.34]

Образование молекул из атомов приводит к выигрышу энергии, так как в обычных условиях молекулярное состояние устойчивее, чем атомное. Учение о строении атомов объясняет механизм образования молекул, а также природу химической связи. У атомов на внешнем энергетическом уровне может быть от одного до восьми электронов. Если на внешнем уровне содержится максимальное число электронов, которое он может вместить, то такой уровень называется завершенным. Завершенные уровни характеризуются большой прочностью. Такие уровни имеют атомы благородньгх газов у гелия на внешнем уровне два электрона (5 ), у остальных на внешних уровнях по восемь электронов Атомы [c.53]

Электронное строение молекул, имеющих больше одного электрона, можно представить следующим образом. Составив линейные комбинации валентных орбиталей атомов, входящих в молекулу, найдем молекулярные орбитали, а затем разместим все имеющиеся электроны на наиболее устойчивых молекулярных орбиталях. Выше мы уже нашли молекулярные орбитали для системы из двух протонов и двух атомных 15-орбиталей. Эти орбитали пригодны для рассмотрёния молекул Н , Н2, Нг" и т. д. В молекуле водорода имеется два электрона, которые, судя по диаграмме энергетических уровней (рис. 18), лучше всего поместить на уровень о . Однако такое размещение в соответствии с принципом Паули осуществимо лишь в том случае, если электроны имеют разные спиновые квантовые числа т ). Таким образом, основное состояние Н2=(ст ) или [а =(/И8=-Ь 72)][о ( 8=—7г)], или в сокращенном виде [c.59]