Атомы вероятность возбуждения

До сих пор рассматривалось такое положение, когда изолированный атом в возбужденном состоянии имеет два, три или четыре неспаренных электрона. К сожалению, нельзя проверить наши предсказания радиального или углового распределения электронов для изолированных атомов, но можно изучить молекулы, образованные этими атомами. Предполагают, что в ковалентных молекулах, в которых неспаренные электроны одного атома становятся спаренными с электронами окружащих атомов, электроны с параллельными спинами находятся как можно дальше друг от друга в соответствии с принципом Паули и принципом неразличимости. В качестве примера рассмотрим атом неона, у которого есть четыре пары электронов во внешней оболочке. Леннард-Джонс на основе принципа Паули предсказал, что наиболее вероятной конфигурацией каждой четверки электронов с параллельными спинами является тетраэдр. Далее, если пренебречь кулоновским отталкиванием, то не будет корреляции между двумя конфигурациями электронов с противоположными спинами, и их можно будет равновероятно найти в любой ориентации друг относительно друга. Однако следует напомнить, что у электронов с противоположно направленными спинами существует определенная тенденция к стягиванию, которому препятствует кулоновское отталкивание корреляция зарядов). Метода проверки такого взгляда на атом неона нет. Однако интересно отметить, что Ме, Аг, Кг и Хе имеют в твердом состоянии структуру с плотной кубической упаковкой, подобной тетраэдрическому метану, а не плотную гексагональную упаковку, найденную для гелия, хотя ранее для всех инертных газов последняя структура ожидалась в предположении, что их атомы должны быть сферическими . Теперь рассмотрим метан, в котором углерод может быть гипотетически представлен как с электронной конфигурацией неона. Когда четыре протона присоединяются к С , образуя СН4, притяжение протонов к электронам приводит к совмещению двух независимых четверок электронов, расположенных в вершинах тетраэдров. Так как молекула метана действительно тетраэдрическая, то это предсказание оправдывается, хотя механизм образования молекулы метана проверить нельзя. Суммируя все сказанное, можно считать, что наиболее вероятное расположение п электронов с одинаковыми спинами будет также и наиболее вероятным расположением п пар электронов. [c.205]

Существует определенная вероятность передачи энергии при столкновении частиц (вероятность возбуждения), которая определяется эффективным сечением атома Q = яR . Величина Я — радиус действия атома, т. е. максимальное расстояние, на котором пролетающая частица еще отдает свою энергию атому. [c.25]

При столкновениях атомов инертных газов, находящихся в возбужденном метастабильном состоянии, с другими атомами сначала образуются квазимолекулы, как бывает при тушащих ударах второго рода [253]. При этом облегчается передача энергии возбуждения другому атому вероятность такого процесса увеличивается с уменьшением разницы энергетических уровней соударяющихся частиц. Однако возможна ионизация атома, находящегося в основном состоянии, когда его потенциал ионизации значительно меньше энергии возбужденного метаста--бильного атома (эффект Пеннинга) по схеме А + В - А + (В) +е-. [c.81]

До сих пор рассматривалось такое положение, когда изолированный атом в возбужденном состоянии имеет два, три или четыре неспаренных электрона. К сожалению, нельзя проверить наши предсказания радиального или углового распределения электронов для изолированных атомов, но можно изучить молекулы, образованные этими атомами. Предполагают, что в ковалентных молекулах, в которых неспаренные электроны одного атома становятся спаренными с электронами окружающих атомов, электроны с параллельными спинами находятся как можно дальше друг от друга в соответствии с принципом Паули и принципом неразличимости. В качестве примера рассмотрим атом неона, у которого есть четыре пары электронов во внешней оболочке. Леннард-Джонс на основе принципа Паули предсказал, что наиболее вероятной конфигурацией каждой четверки электронов с параллельными спинами является тетраэдр. Далее, если пренебречь кулоновским отталкиванием, то не будет корреляции между двумя конфигурациями электронов с противоположными спинами, и их можно будет равновероятно найти в любой ориентации друг относительно друга. Однако следует напомнить, что у электронов с противоположно направленными спинами существует определенная тенденция к стягиванию, которому препятствует кулоновское отталкивание корреляция зарядов). Метода проверки такого взгляда на атом неона нет. Однако интересно отметить, что Ые, Аг, Кг и Хе имеют в твердом состоянии структуру с плотной кубической упаковкой, подобной тетраэдрическому метану, а не плотную гексагональную упаковку, найденную для гелия, хотя ранее для всех инертных газов последняя структура ожидалась в предположении, что их атомы должны быть сферическими . [c.197]

Столь же большие вероятности вращательных нереходов были найдены и для молекулы N0 8 электронно-возбужденном состоянии 4 2+ [208]. В атом же состоянии исследована и колебательная релаксация как при высоких (5000—10000 К) [488], так и низких (400 К) [208] температурах. [c.101]

Химическое превращение возбужденных молекул А в продукты реакции может протекать по нескольким реакциям. Во-первых, в возбужденной молекуле АТ в результате перераспределения внутренней энергии по степеням свободы колебательного движения часть энергии может сосредоточиться на разрывающейся связи. С какой-то степенью вероятности может образоваться переходное состояние и произойти химический акт [c.589]

Вторичные реакции являются обычными термическими реакциями фотохимические они лишь в том смысле, что вступающие в реакцию частицы не появились бы в отсутствие света. Некоторые частицы встречаются гораздо чаще как промежуточные в фотохимических реакциях, нежели в термических. Сюда относятся свободные атомы и радикалы, а также электронно-возбужденные частицы. Такие промежуточные частицы обычно высокоактивны, и их время жизни в реакционной системе соответственно мало. Однако активность не следует путать с нестабильностью свободный радикал или атом в изолированном состоянии имели бы совершенно нормальную стабильность, тогда как время жизни электронно-возбужденной частицы определяется вероятностью потери энергии путем излучения. Образующиеся атомы и радикалы могут также иметь некоторый избыток энергии например, при фотолизе кетена метилен может выделяться как в основном, так и в возбужденном электронном состоянии в зависимости от длины волны поглощаемого излучения. [c.18]

Если стимулирующего падения на более глубокую орбиту кванта света на изучаемый атом не попадает, переход с возбужденной на нормальную орбиталь становится мало вероятным и в среднем электрон проводит некоторый период жизни на возбужденной орбите, пока какие-то неизвестные до сих пор побудительные факторы (может быть, не изученные еще факторы, гипотетически возмущающее взаимодействие электрона с материальным вакуумом или какое-нибудь внутреннее событие в недрах самого электрона) не побудят электрон перейти спонтанно (т. е. по своей воле ) на нормальную орбиту. [c.158]

Важной особенностью фотохимических реакций является слабая зависимость скорости фотохимической реакции от температуры. Это имеет место в случаях, когда конечные продукты фотохимической реакции образуются непосредственно из возбужденных частиц, а также, когда фотохимическая стадия является лимитирующей стадией всего процесса. Например, в приведенной выше реакции фотохимического разложения HI образовавшийся атом Н неизбежно реагирует с HI (вероятность любых других превращений атома Н пренебрежимо мала). Поэтому скорость суммарного про- [c.318]

Поток движущихся электронов (р-излучение) проникает в вещество на значительно меньшее расстояние, чем рентгеновское и Л -излучение, и быстро поглощается веществом. Взаимодействие Р-излучения с веществом происходит путем упругого и неупругого рассеяния, торможения электронов в электрическом поле атомов. Упругое рассеяние имеет место, когда электроны взаимодействуют с атомами или с электронами их оболочек, и состоит в изменении направления движения электрона без изменения общей энергии столкнувшихся частиц. Отклонение электронов от начального направления движения возможно на любой угол, но с большей вероятностью электроны отклоняются на малые углы (подобно кривым рис. 7.9 при Кэ>0,3). Упругое рассеяние тем больше, чем больше атомный номер вещества. При неупругом рассеянии, происходящем, в основном, при взаимодействии р-частиц с орбитальными электронами атома, часть энергии р-частиц передается орбитальному электрону, который возбуждается и иногда покидает атом В результате неупругого рассеяния появляется ионизация вещества и испускание возбужденными атомами характеристического излучения. Потери энергии движущихся электронов с постепенным снижением их скорости до тех пор, пока их энергия не достигнет теплового уровня. Минимум потерь наблюдается для р-частиц с энергией примерно 1 МэВ. Кроме того, пролетая мимо атомного ядра вещества, дви- [c.297]

Характеристическое время излучения, т. е. среднее время существования возбужденного атома или молекулы при потере возбужденного состояния вследствие излучения, составляет 10 с [16, с. 363]. На основе кинетической теории газов при температуре О °С и атмосферном давлении число столкновений, которое испытывает молекула, составляет около 7-10 в секунду. Это число пропорционально давлению газа. (Высокая температура газов пламени может снизить частоту столкновений примерно до 2-10 в секунду.) Из опытов по гашению флуоресценции и других данных следует, что при атмосферном давлении возбужденный атом может испытывать до 5-10 необходимых для дезактивации столкновений в секунду [8, с. 209]. При полном переходе от одного состояния к другому и характеристическом времени излучения 10 с частица испытывает около 50 столкновений. Локальное равновесие в распределении поступательной энергии частиц устанавливается очень быстро, для этого требуется всего несколько соударений. Следовательно, в обычных условиях при атмосферном давлении процессы активации и дезактивации вследствие столкновений, вероятно, играют значительно более важную роль, чем процессы излучения. [c.29]

Из-за слабой спин-орбитальной связи в атомах вероятности этих переходов очень малы. Оптические переходы AI1 возможны и между компонентами разных мультиплетов тонкой структуры, соответствующими состояниям одинаковой четности. Из-за малой вероятности испускания квантов AI1 в обычных условиях атом теряет энергию возбуждения при взаимодействии с другим атомом (неупругие столкновения) непосредственно без излучения. В сильно разреженных газах (межзвездные туманности) столкновения между атомами очень редки. В этом случае атом может освободиться от возбуждения только путем излучения AI1 (если излучение фотонов 1 запрещено). Такое излучение магнитных ДИПОЛЬНЫХ квантов действительно наблюдается при квантовых переходах в атомах межзвездного газа — линии свечения туманностей, где оно соответствует квантовым переходам в дважды ионизированных атомах кислорода. [c.458]

Что касается природы этих молекул, то они могут быть либо нормальными молекулами МХ, находящимися на высоких колебательных уровнях, либо возбужденными молекулами, возможно, находящимися на метастабильном уровне. Последнее допущение представляется более правильным, так как, согласно измерениям различных авторов, вероятность процесса II, т. е. вероятность передачи энергии от молекулы МХ атому М, близка к вероятности передачи энергии возбуждения, которая, согласно данным по тушению флуоресценции, по порядку величины равна 1. Однако первое допущение также нельзя считать исключенным [862]. [c.83]

Возбуждение, или ионизация, атомов при столкновении их с электронами зависит от энергии или скорости последних. В большинстве случаев вероятность возбуждения молекулы или атома до соответствующего уровня знергии возрастает с возрастанием скорости электронов до определенного значения, а при дальнейшем увеличении скорости электронов вероятность возбуждения падает. Вероятностью возбуждения называется отношение числа столкновений электрона с атомом или молекулой, приводящих к возбуждению, к общему числу столкновений. Кривые, характеризующие зависимость вероятности возбуждения от скорости движения электронов, называются кривыми функции возбуждения. Положение максимума на кривой функции возбуждения зависит от мультиплетности исходного и возбужденного уровней (терм). При возбуждении термов той же мультиплетности, что и исходный терм атома, функция возбуждения нарастает довольно медленно, достигая максимального значения при очень больших скоростях электронов. Скорость электронов в этих случаях обычно в несколько раз превышает минимальное значение скорости электрона, при которой возможно возбуждение атома. Если же в результате соударения с электроном возбуждается терм иной мультиплетности, чем исходный, то функция возбуждения быстро достигает максимума и затем так же быстро спадает (рис. И, 8). Функция возбуждения для двух близких линий ртути показана на рис. И, 8. При возбуждении одной линии 2655 к, атом ртути переходит из нормального состояния в состояние При [c.75]

В качестве примера вычислим вероятность возбуждения электрона в атоме при внезапном изменении заряда ядра 2—>2 1 (электронный и иозитронный распад ядра). Для упрощения расчетов предположим, что атом содержит один электрон в поле [c.440]

Вероятность ионизации. Вероятность возбуждения. Когда скорость электрона меньше скорости, соответствуюшей первому критическому потенциалу, соударение его с атомом всегда упруго, за исключеннем тех случаев, когда медленно движущийся электрон, попав в сферу действия атома, образует вместе с атомом отрицательный ион. Если н е скорость электрона больше первой критической скорости, то соударение его с атомом мо кет быть как неупругим, так и упругим электрон отдаёт свою энергию атому не обязательно, а лишь в некотором и притом довольно небольшом числе случаев из всех соударений. Относительное число этих благоприятных для возбуждения случаев, или вероятность возбуждения, определяют экспериментально, подсчитав, с одной стороны, из длины свободного пути электрона в газе число столкновений электронов данного пучка с атомами газа, а с другой— по уменьшению силы электронного тока—число электронов, выбывающих из пучка вследствие потери скорости при соударении. Ионизация при этом не должна происходить, или же число актов [c.101]

Вероятность (функция) возбуждения. Вероятность (функция) ионизации. Когда скорость электрона меньше скорости, соответствующей первому критическому потенциалу, столкновение его с атомом всегда упруго, за исключением тех случаев, когда медленно движущийся электрон, попав в сферу действия атома, ие может из неё вырваться и образует вместе с атомом отрицательный ион. Если же скорость электрона больше первой критической скорости, то столкновение его с атомом может быть как неупругим, так и згпругим электрон отдаёт свою энергию атому не обязательно, а лишь в некотором и притом довольно небольшом числе случаев из всех столкновений. Относительное число этих благоприятных для возбуждения случаев, или вероятность возбуждения, определяют, подсчитав, с одной стороны, из длины свободного пути электрона в газе число столкновений электронов данного пучка с атомами газа, а с другой — по уменьшению силы электронного тока число электронов, выбывающих из пучка вследствие потери скорости при столкновении. Ионизация при этом не должна происходить, или же число актов ионизации должно быть учтено по току положительных ионов на соответствующий электрод. Другой метод определения числа актов возбуждения — определение этого числа из спектроскопических данных. Та функция, которая определяет зависимость вероятности возбуждения атома электроном от скорости электрона, или, что то же, от пройденной электроном разности потенциалов U, называется функцией возбуждения. [c.203]

Если же в результате удара электрона возбуждается терм иной мультиплетности, чем исходный терм, то функция возбуждения быстро достигает максимума и затем быстро уменьшается. Оба указанных случая зависимости вероятности возбуждения от скорости электронов иллюстрируются рис. 29, где показана функция возбуждения для двух близких линий ртути. При возбуждении одной линии атом ртути переходит из нормального состояния 1 5о в состояние 4 Й2. При этом мульти-плетность не меняется. Возбужденный атом через некоторое время переходит из этого возбужденного состояния 4 >2 в состояние 2 Яь что связано с испусканием света с длиной волны [c.107]

Форма зависимости вероятности возбуждения (функции возбуждения), от энергии электронов для различных переходов различна. Например, для атомов с двумя валентными электронами функция возбуждения при переходах из синглетного в синглетное состояние имеет широкий максимум, соответствующий энергиям электронов, значительно большим, чем минимальная энергия возбуждения. Для переходов же с изменением мультиплетности, например синглет -> триплет, функция возбуждения имеет резкий максимум при энергии, близкой к энергии возбуждения. Причина этого различия заключается в том, что при переходе синглет синглет полное спиновое квантовое число не изменяется, т. е. векторы спинов двух валентных электронов остаются антнпараллельными. При переходе же синглет триплет ориентация векторов спинов меняется на параллельную (полное спиновое квантовое число изменяется с О на 1). Подобного рода изменение полного спинового квантового числа часто возможно только в результате электронного обмена, т. е. когда ударяющий электрон захватывается атомом, а один из атомных электронов покидает атом. Такой процесс может происходить, по-видимому, лишь в случае, если энергия ударяющего электрона близка к энергии возбуждения. Это и приводит к тому, что функция возбуждения при таком обменном механизме имеет острый максимум, лежащий вблизи критической энергии возбуждения. Например, при возбуждении атомов ртути электронным ударом происходит переход П5о 2 Р1(Е = 4,9 эв). Функция возбуждения этого процесса имеет максимум при энергии электронов 7 эв. Таким образом, различие составляет всего 2,1 эв [13]. Процесс может быть представлен следующим образом [c.22]

Вторая особенность, отличающая действие электрона от действия фотона, связана с тем, что электрон создает электрическое поле. Благодаря этому возможны такие переходы, которые в отсутствие электрического поля не разрешены, т. е. электрон может возбуждать такие уровни молекул, которые не возбуждаются светом. Эффективность процессов возбуждения может быть охарактеризована эффективным сечением процесса, зависящим от сечения соударения атома с электроном и вероятности, или функции возбуждения /в- Величина функции возбуждения зависит от свойств электронной оболочки атома и энергии падающего электрона. Она равна доле соуда рений электрона с атомами, вызывающих переход атома из нормального в возбужденное состояние. Так как атом может иметь несколько разных возбужденных состояний, то величина вероятности возбуждения должна быть отнесена к конкретному состоянию. Возбуждение атома электроном, обладающим до- [c.22]

Диссоциация в объеме может ироизойти различными путями. Один из основных путей — это электронное возбуждение и ионизация (как предельный случай возбуждения) молекулы при ее соударении с электроном или ионом. Если возбужденная или ионизированная, благодаря соударению с электроном, молекула менее устойчива, чем продукт ее распада, происходит ее диссоциация. Как легко видеть из-законов неупругих соударений (см. стр. 14), минимальная энергия электрона, необходимая для возбуждения молекулы при его соударении с ней, равна энергии возбуждения молекулы. Вероятность возбуждения является функцией скорости электрона, имеющей оптимум. В случае диссоциации молекулярного иона образуется новый атомный ион и нейтральный атом (или радикал). Для этого распада может потребоваться дополнительный внешний толчок, например соударение с какой-нибудь частицей, хотя иногда диссоциация иона-может протекать спонтанно. [c.31]

Возбуждение системы ассоциатов происходит до некоторых пределов, определяемых равенством сил поверхностного натяжения растягивающим силам кулоновского притяжения и тем, что прочность поверхностной пленки имеет минимальное значение в торцевых частях сфероцилиндра ассоциата, где критический потенциал электрического поля разрушения пленки минимален ((Е р (оК) , где О - поверхностное натяжение пленки, К-радиус кривизны стягивающей ассоциат пленки). Отсюда механизм закритическо-го поведения ассоциатов сводится к ионной нейтрализации. В перенапряженной системе ассоциатов, степень которой определяется объемным униполярным зарядом (в униполярных системах (с экстремальными значениями рЬ) прочность ассоциатов выше вследствие конкуренции за свободную воду), ионная нейтрализация наступает в результате контакта q -a oци-атов, вероятно, за счет линейной координации их нематических цепочек, сопровождаемой сбрасыванием внешних сольватных оболочек подобно тому, как это происходит в электрическом поле вблизи электрода [50]. [c.165]

В качестве сенсибилизатора очень часто применяется ртутный пар, являющийся примером сенсибилизатора, в котором первоначально возникают возбужденные атомы, ([ри облучении смеси реагирующих веществ, содержащей пебольшое количество ртутного пара, светом ртутной дуги образуются возбужденные атомы ртути Hg ( 1), Hg = Hg с энергией возбуждения 112 ккал. Превращепяо энергии возбуждения атома ртути в химическую энергию молекулы (или молекул) реагирующих веществ и является началом собственно импческой реакции. Отметим, что нри давлении 1 тор возбужденный атом ртути за время своей л. изни (1,55-10 сек) испытывает в среднем не болсс одного столкновения поэтому при р тор нужно ожидать большую вероятность флуоресценции и малую вероятность фотохимической активации. [c.167]

Здесь V — коэффнциент использования паров, т. е. доля атомов, поступающих в зону возбуждения п — число ато.мов, испаряющихся в единицу времени р — вероятность выхода атомов из зоны возбуждения (величина, обратно пропорциональная среднему времени пребывания атомов в зоне разряда т). [c.55]

Температура пламени ниже температуры дугового и искрового разр5[да, поэтому вероятность перехода электронов на более высокий энергетический уровень мала и интенсивность соответствующих спектральных линий невелика. В пламени, как правило, получают линейчатые спектры. Обычно в спектре появляются только резонансные и основные линии (соответствующие электронным переходам с первого возбужденного уровня на основной), которые являются наиболее интенсивными. Это и есть последние линии спектра. При подводе большого количества энергии к атому электроны могут даже удалиться из [c.373]

Рассмотрим набор N независимых атомов, каждый из которых может находиться в своем основном состоянии или на одном и.ч возбужденных уровней. Возбужденные атомы за единичное время могут совершить обратным переход с вероятностью а, но возбужле-нне может произойти только вследствие попадания фотона. Каждый фотон обладает вероятностью (-5 возбудить атом., Мы предполагаем, чю число п возбужденных атомов много меньше, чем А, тогда эту вероятность можно считать не зависящей от п. [c.336]

М.п. классифицируют по типу возбуждения. Атом (молекула) может резонансно поглотить одновременно п фотонов, если их суммарная энергия равна разности энергий начального (Ед) и конечного (Е ) состояний (рис. 1,а). Вероятность такого поглощения пропорциональна интенсивности света в п-й степени. Процесс легко реализуется при облучении лазерными импульсами для п = 2 (см. Двухквантовые реакции), т. к. требует интенсивностей 10 -10 Вт/см . Для трехквантовых процессов (и = 3) требуются более высокие интенсивности света ( [c.99]

Атом (молекула) может резонансно пстлотить л фотонов с гораздо больщей вероятностью, поднимаясь по лестнице последоват. квантовых уровней (рис. 1,6). Т. наз. много-ступеичатое резонансное возбуждение молекул возможно в многочастотном лазерном излучении, если частоты лазеров настроены точно на частоты последоват. квантовых переходов. Т. к. времена жизни промежут. квантовых состояний конечны (обычно от Ю до 1(> с), то лазерные импульсы могут воздействовать на атом (молекулу) поочередно, еслн длительность импульсов и интервал времени между ними меньше времени жизни соответствующего состояния. Если все лазерные импульсы воздействуют одновременно, наряду с многоступенчатым резонансным возбуждением происходит М. п., при к-ром атом (молекула) поглощает одновременно неск. фотонов и, не задерживаясь ка промежут. уровнях, достигает конечного состояния. Различие между этими процессами проявляется в том, что многоступенчатое возбуждение гораздо более чувствительно к точноетн ре зонанса по частоте с промежут. уровнем по сравнению е М.п. [c.99]

В системе СН2=СН—СН=СН—Э, где Э — атом халькогеца, имеющий неподеленные электронные пары и вакантные -орбита-ли, реализуются и сложным образом взаимодействуют различные виды сопряжения (я—я, р—я, я—й). Эти эффекты влияют па энергию связи и управляют реакционной способностью, их относительные вклады зависят в первую очередь от природы халькогена. Характер ионизации и диссоциативного распада подобных соединений может дать важную информацию об электронном состоянии объекта и тенденциях его эволюции при возбуждении, а также о вероятных направлениях химических превращений. [c.93]

В отношении механизма тушащего действия кислорода нет полной ясности. В недавно опубликованной работе на основании косвенных данных, полученных в результате исследования действия различных газов на выход o ioiia в фотохимической сенсибилизованиой ртутью реакции ЗО2 = 20з, Волмен [1253] пришел к заключению, что в процессе тушения атом ртути переходит в основное состояние, а молекула Оз — в колебательно-возбужденное основное " ) или синглетное состояние. Еще ранее Волмен показал [1252], что процесс Hg -f О2 = HgO О не происходит. Добавим, что в присутствии кислорода не обнаруживаются метастабильные атомы ртути [527], что можно рассматривать как указание на отсутствие или малую вероятность процесса Hg + 02 = Hg" + О2. [c.364]

Результат, полученный Н. В. Фок и А. Б. Налбандяном, делает весьма вероятным механизм образования озона, предложенный Дикинсоном и Шериллом [538]. Согласно этому механизму, при взаимодействии возбужденного атома ртути с молеку юй О2 возникает возбужденная молекула кислорода (сравн. стр. 364), которая, реагируя с невозбужденной молекулой О2, дает молекулу озона и атом О. По Дикинсону и Шериллу, механизм рассматриваемой реакции представляется следующей совокупностью процессов 2 [c.378]