Кинетическая энергия поступательного движения электрона

Так как масса электрона очень мала, он не может при соударении с молекулой передать ей свою кинетическую энергию и повысить ее вращательную или колебательную энергию. Для перехода кинетической энергии поступательного движения электрона в колебательную энергию молекулы наиболее выгоден удар вдоль оси молекулы. Но вследствие невыгодного соотношения масс даже при таком ударе молекуле может быть передана, как уже было показано выше, лишь небольшая доля кинетической энергии электрона. Несмотря на это, при некоторых обстоятельствах переход кинетической энергии поступательного движения электрона в колебательную энергию молекулы, с которой он сталкивается, оказывается возможным. Электрон своим электрическим полем может так изменить внутреннее поле молекулы, что произойдет изменение ее колебательного состояния. Опыт показал, что электроны, обладающие энергией 5 эв, возбуждают колебательные кванты молекул азота и окиси углерода. причем вращательное движение молекул не изменяется. [c.73]

Переход кинетической энергии поступательного движения электрона в энергию электронного возбуждения атома или [c.74]

Исходя из классических представлений, переход кинетической энергии поступательного движения электрона в энергию электронного возбуждения атома или молекулы можно рассматривать как неупругий удар. Удар, при котором энергия поступательного движения будет переходить во внутреннюю энергию, является неупругим. При неупругом ударе деформация соударяющихся тел увеличивается до тех пор, пока скорости их не станут одинаковыми (т. е. Ц1 = и2 = и), после чего шары перестанут давить друг на друга и будут двигаться вместе. [c.74]

Так как масса электрона очень мала, он не может при упругом соударении с молекулой передать ей свою кинетическую энергию, чтобы повысить ее вращательную или колебательную энергию. Для перехода кинетической энергии поступательного движения в колебательную наиболее эффективен удар вдоль оси молекулы. Но даже и при таком ударе вследствие невыгодного соотношения масс может быть передана лишь небольшая доля кинетической энергии электрона. Несмотря на это, при некоторых обстоятельствах переход кинетической энергии поступательного движения электрона в колебательную энергию молекулы, с которой он сталкивается, оказывается возможным. Электрон своим электрическим полем может так исказить внутреннее поле молекулы, что произойдет изменение ее колебательного состояния. Опыт показал, что электроны, обладающие энергией 5 эВ, возбуждают колебательные уровни молекул N2 и СО. Вращательное движение молекулы при этом не изменяется. Если считать, что возбуждаются лишь первые колебательные уровни, то расчет показывает вероятность возбуждения в случае азота равна /ио, а в случае окиси углерода /зо. Энергия колебательных уровней этих молекул почти одинакова. Различные вероятности возбуждения указанных молекул объясняются тем, что молекула окиси углерода обладает собственным дипольным моментом, а это увеличивает взаимодействие ее с электроном, [c.105]

Исходя из классических представлений переход кинетической энергии поступательного движения электрона в энергию электронного возбуждения атома или молекулы можно рассматривать как неупругий удар. При неупругом ударе деформация ударяющихся тел увеличивается до тех пор, пока скорость их не сравняется (т. е. Ц] = г,(2 = м), после чего сталкивающиеся тела двигаются вместе. [c.90]

Так как масса электрона очень мала, он не может при соударении с молекулой передать ей свою кинетическую энергию и повысить ее вращательную или колебательную энергию. Для перехода кинетической энергии поступательного движения электрона в колебательную энергию молекулы наиболее выгоден удар вдоль оси молекулы. Но вследствие невыгодного соотношения масс даже при таком ударе молекуле может быть передана, как уже было показано выше, лишь небольшая доля кинетической энергии электрона. Несмотря на это, при Некоторых обстоятельствах переход кинетической энергии поступательного движения электрона в колебательную энергию молекулы, с которой он сталкивается, оказывается возможным. Электрон своим электрическим полем может [c.69]

В определенных условиях диссоциация молекул возможна под действием электронного и ионного ударов. Если в данных условиях возможен переход кинетической энергии поступательного движения электрона в колебательную энергию молекул, с которой он сталкивается, то электрон своим электрическим полем может так изменить внутреннее поле молекулы, что изменится ее колебательное состояние вплоть до диссоциации. Столкновения между электронами и атомами или молекулами, возбуждающие атомы или молекулы за счет кинетической энергии электронов, называются ударами первого рода. [c.112]

На отрезке — к молекулы А и В не взаимодействуют между собой, поэтому Е, Е% и Ег остаются постоянными. В момент и молекулы подходят на расстояния, на которых начинают проявляться межмолеку-лярные силы притяжения Ван-дер-Ваальса (3-5- 10 1 м). На этих расстояниях интегралы перекрывания МО практически равны нулю. Энергетическое возмущение электронов невелико. При дальнейшем сближении молекул происходит перекрывание МО. Если на МО находятся по два электрона, между ними возникают силы отталкивания, обусловленные принципом Паули. Дальнейшее сближение молекул приводит к изменению расположения ядер и электронной плотности в молекулах. При сближении молекул А и В, когда силы притяжения между молекулами преобладают над силами отталкивания, внутренняя энергия понижается, энергия поступательного движения молекул возрастает. Когда начинают преобладать силы отталкивания, а молекулы А и В в силу инерции продолжают сближаться, кинетическая энергия 2 поступательного движения молекул по линии, соединяющей их центры, уменьшается, внутренняя энергия Ез возрастает. На рис. 186 кривая 1 отражает изменение Е-1 и Еъ при чисто упругом столкновении кривая 2 — столкновение, при котором доля кинетической энергии поступательного движения, переходящая во внутреннюю энергию, невелика, и молекулы разлетаются с незначительно повышенной внутренней энергией кривая 5 характеризует изменение внутренней энергии при столкновениях, когда происходит значительное увеличение внутренней энергии Ел. Вероятность таких столкновений невелика. При столкновениях, заканчивающихся значительным увеличением внутренней энергии, расположение ядер атомов и распределение электронной плотности в молекулах А и В существенно меняется. Когда внутренняя энергия реагирующих молекул достигает максимума (интервал Д/), рас-. [c.560]

Зависимость (212.2) может быть представлена графически в трехмерном пространстве или в виде изоэнергетических линий в двухмерной системе координат п и гг. Расчет энергии такой системы, состоящей из 3 ядер и 3 электронов, был сделан методом МО ССП с расширенным базисом. На рис. 188 приведены результаты одного из таких расчетов. Изоэнергетические линии системы вычерчены при изменении п и гг. Диаграмма подобна топографической карте. Рассмотрим, как будет изменяться внутренняя энергия при столкновении молекулы АВ с атомом С. Внутренняя энергия исходного состояния молекулы АВ (На) принята равной —440 кДж/моль, энергия атома С (атома Н) — равной нулю. Пусть кинетическая энергия поступательного движения молекулы АВ и атома С по линии, соединяющей центры атомов, будет равна (,. Примем за исходное состояние системы состояние, обозначенное на рис. 188 точкой 1. В этом состоянии атом С находится на расстоянии г% =2 10 м. Энергия межмолекулярного взаимодействия между АВ и С невелика, поэтому внутреннюю энергию системы можно принять равной энергии исходного состояния. При приближении атома С к молекуле АВ преодолеваются силы отталкивания между одноименно заряженными ядрами атомов В и С. Внутренняя энергия системы при этом возрастает. Точка, характеризующая состояние системы, будет двигаться по линии минимальных энергетических градиентов, изображенной на рис. 188 пунктиром. В интервале между точками 2 ж 4 система находится на перевале, разъединяющем исходное и конечное состояния. На вершине энергетического барьера, в точке <3, при г = гг, атомы А и С энергетически тождественны. Система находится в переходном состоянии (см. 210). Однако в состоянии атомов А и С есть существенное различие. Атом С продолжает движение по направлению к атому В за счет кинетической энергии поступательного движения, а атом А совершает колебательное движение относительно атома В. На вершине потенциального барьера возникает взаимодействие в форме притяжения между атомом С и молекулой АВ, обусловленное обменным взаимодействием энергетических уровней молекулы АВ и атома С. В точке 4 система находится в состоянии мо-кулы ВС и атома А. На пути от точки 4 к точке 5 энергия отталкивания переходит в энергию поступательного движения молекулы ВС и атома А. Внутренняя энергия системы уменьшается до энергии конечного состояния (молекулы ВС и атома А), равной —440 кДж/моль. [c.570]

Спектры поглощения комплексных соединений в видимой и ультрафиолетовой области. Молекула любого вещества (в том числе и комплексного соединения) представляет собой сложную динамическую систему, одновременно находящуюся в состоянии поступательного движения в пространстве н вращательного движения вокруг собственной оси. Отдельные атомы и группы атомов, входящие в состав молекулы, совершают колебания около общих центров тяжести электроны связей центральный ион — адденд, электроны центрального иона и электроны координированных групп, находящиеся на различных энергетических уровнях, совершают постоянное и непрерывное движение. Поэтому энергия молекулы складывается из кинетической энергии поступательного движения молекулы и внутренней энергии периодического (вращательного и колебательного) движения молекул и входящих в ее состав атомов и групп атомов, а также внутренней энергии электронов центрального иона и координированных групп. Эти энергетические составляющие принимают дискретные значения. [c.308]

Внутренней энергией системы называется сумма потенциальной энергии взаимодействия всех частиц тела между собой и кинетической энергии их движения, т. е. внутренняя энергия системы складывается из энергии поступательного и вращательного движения молекул, энергии внутримолекулярного колебательного движения атомов и атомных групп, составляющих молекулы, энергии вращения электронов в атомах, энергии, заключающейся в ядрах атомов, энергии межмолекулярного взаимодействия и других видов энергии. Внутренняя энергия — это общий запас энергии системы за вычетом кинетической энергии системы в целом и ее потенциальной энергии положения. Абсолютная величина внутренней энергии тела неизвестна, но для применения химической термодинамики к изучению химических явлений важно знать только изменение внутренней энергии при переходе системы из одного состояния в другое. [c.85]

Длины связей, валентные и торсионные углы в многоатомных частицах не являются жестко фиксированными, т. е. не обязательно соответствуют в каждый данный момент времени минимальному значению потенциальной энергии молекулы (сумме потенциальной энергии взаимодействия ядер и полной энергии электронов). Полная энергия частицы (за вычетом ее кинетической энергии поступательного движения и вращения как целого) может оказаться выше потенциальной энергии в точке минимума кривой потенциальной энергии. Более того, согласно законам квантовой механики она всегда выше этого значения (см. 6.2). Например, два ядра, находящиеся на равновесном расстоянии, обладают некоторой кинетической энергией, т. е. совершают движение в сторону от положения равновесия до тех пор, пока в силу возрастания потенциальной энергии она не сравняется с полной энергией, т. е. вся кинетическая энергия не перейдет в потенциальную. После этого ядра начнут двигаться в сторону положения равновесия, причем в силу падения потенциальной энергии [c.93]

Длины связей, валентные и торсионные углы в многоатомных частицах не являются жестко фиксированными, т. е. не обязательно соответствуют в каждый данный момент времени минимальному значению потенциальной энергии молекулы (суммы потенциальной энергии взаимодействия ядер и полной энергии электронов). Полная энергия частицы (за вычетом ее кинетической энергии поступательного движения и вращения как целого) может оказаться [c.103]

Возбуждение атомов и молекул электронным ударом. Функция возбуждения. Роль фотонов, являющихся активирующим фактором в фотохимических реакциях, в реакциях, протекающих в электрическом, разряде, играют быстрые электроны и в значительно меньшей степени — ионы. Активирующая роль быстрых электронов состоит в том, что при соударении электрона с молекулой в результате превращения энергии поступательного движения электрона возникает возбужденная молекула, молекулярный ион или происходит диссоциация молекулы на нейтральные или ионизованные осколки (атомы, радикалы, ионы). Во всех случаях (за исключением процессов, приводящих к образованию отрицательных ионов, см. ниже) речь идет о превращениях кинетической энергии электрона во внутреннюю энергию молекулы. При этом, согласно теории соударения упругих шаров (см. стр. 298), для передачи молекуле энергии Е при центральном ударе достаточно, чтобы энергия электрона К была не меньше Е К>Е). Вероятность передачи энергии, т. е. вероятность активации электронным ударом, обычно характеризующаяся величиной соответствующего эффективного сечения, зависит от энергии электрона, являясь функцией К (функция возбуждения или функция ионизации), а также функцией строения молекулы. [c.395]

Сумма кинетических энергий поступательного движения молекул до столкновения больше суммы их кинетической энергии поступательного движения после столкновения (Е Е В этом случае часть кинетической энергии поступательного движения сталкивающихся молекул расходуется на увеличение внутримолекулярной энергии (например, на увеличение кинетической и потенциальной энергии атомов, из которых состоят молекулы, на увеличение энергии электронов в атомах и др.). Столкновения такого типа называются неупругими ударами первого рода. [c.12]

Внутренняя энергия системы слагается из кинетической энергии поступательного движения частиц, кинетической энергии вращательного их движения, потенциальной энергии частиц, обусловленной наличием сил взаимного притяжения между ними, кинетической и потенциальной энергией колебательного движения атомов в молекулах, энергией движения электронов в атомах, энергией движения протонов и нейтронов в ядрах атомов и т. п. Абсолютное значение внутренней энергии системы неизвестно. Однако это не ограничивает обычных термодинамических расчетов, поскольку в этих расчетах применяется не абсолютное значение внутренней энергии, а лишь ее изменение АН. Внутренняя энергия идеальных газов с термодинамической точки зрения определяется выражением [c.60]

Непосредственной причиной ионизации в условиях термического равновесия являются соударения быстрых электронов, ионов, атомов или молекул, в результате которых кинетическая энергия поступательного движения переходит в работу ионизации. В земных условиях термическая ионизация наблюдается в пламени, в плазме дугового разряда и др. Температура обычного пламени бывает порядка 2000— 3000° К. Средняя энергия поступательного движения молекул при этой температуре составляет 0,35 эв. Отсюда следует, что заметный процесс ионизации атомов или молекул будет только в тех случаях, когда потенциал ионизации будет не меньше 0,35 эв. Наиболее легко ионизуются атомы Брелочных элементов, чему и нужно приписать значительную проводимость пламени, содержащего эти элементы. [c.84]

Итак, мы установили, что вращательная, колебательная, электронная и внутриядерная энергия молекул распределяется по всем доступным энергетическим уровням точно так же, как кинетическая энергия поступательного движения распределяется по всему объему системы, что наглядно видно, если выразить энергию через давление. Энергия обладает способностью распределяться между всеми доступными энергетическими состояниями таким образом, что равновесным оказывается состояние, достижимое наибольшим числом возможных способов. Способность системы достигать равновесия может быть описана ее способностью достигать наиболее вероятного распределения по энергии. Полная энергия вселенной при любых изменениях остается постоянной, но постепенно она все больше рассредоточивается другими словами, энергия распределяется все шире по возможным квантовым состояниям и все менее может быть использована для выполнения полезной работы. В процессе такого распределения энергии она переходит из одних частей системы в другие. Это позволяет преобразовать потоки энергии в полезную работу. Но как только достигается наиболее вероятное состояние системы, всякие макроскопические потоки энергии прекращаются, и выполнение работы становится практически невозможным. [c.305]

Изменение внутренней энергии системы представляет собой изменение а) кинетической энергии поступательного и вращательного движения молекул, б) сил притяжения и отталкивания между молекулами, в) внутримолекулярной вибрации и вращения отдельных атомов и электронов в молекуле и т. п. В случае идеальных газовых систем, при чисто физических процессах, изменение внутренней энергии состоит лишь в изменении кинетической энергии молекулярного движения, т. е. в изменении температуры газа. [c.67]

Вторичные реакции. Молекула или атом пребывает Б возбужденном состоянии лишь очень короткое время порядка 10 сек. (возбуждение колебательных уровней длится дольше порядок 10" сек.). Если за это время не происходит встречи с другой частицей, то атом или молекула возвращаются в нормальное или метастабильное состояние. На метастабильном уровне электрон может длительно оставаться, не теряя энергии излучением затем он отдает поглощенный квант в виде света. Последнее явление называется флюоресценцией и будет ниже рассмотрено белее подробно. Флюоресценция сопровождает многие фотохимические реакции, так как почти всегда некоторое количество частиц ускользает от встреч за упомянутый короткий промежуток времени. Большей частью при флюоресценции отдается не полностью поглощенный квант, а квант меньшего размера, так как часть энергии или расходуется на повышение кинетической энергии частицы, т. е. на нагревание, на увеличение ее колебательной энергии (которое может вести к предиссоциации), или передается так называемым ударом второго р ода другой частице, сообщая ей кинетическую энергию поступательного движения. [c.487]

Активными являются молекулы с повышенной кинетической энергией поступательного движения, или молекулы, атомы которых находятся на более высоких колебательных уровнях, или же молекулы, электроны которых находятся на более высоких энергетических уровнях. [c.125]

I. Законы фотохимии. В фотохимии рассматриваются закономерности влияния электромагнитных колебаний видимого и ультрафиолетового участков спектра на реакционную способность химических систем. Общая реакционная способность химической системы характеризуется значениями стандартного сродства реакций АО (Т) и стандартного сродства в процессе образования переходного состояния Значения А0 (7 ) и АС (7) изменяются с изменением температуры. При повышении температуры в системе изменяется кинетическая энергия поступательного и вращательного движения молекул и энергия колебательного движения ядер атомов. В области средних температур энергия движения электронов при изменении температуры практически остается постоянной. Чтобы перевести электроны на более высокие электронные энергетические уровни, надо нагреть систему до высоких температур, при которых многие реагенты разлагаются. При воздействии на химическую систему электромагнитными колебаниями с частотой видимого и ультрафиолетового участков спектра изменяется энергия движения электронов. Поглощая квант энергии, электроны переходят с ВЗМО на НО Ю. Образуется возбужденная молекула, обладающая избыточной энергией. Распределение электронной плотности в возбужденных молекулах существенно отличается от распределения электронной плотности в исходных молекулах. Повышается энергия колебательного движения ядер. Физические и химические свойства возбужденных молекул отличаются от свойств молекул в невозбужденном состоянии. Появляется возможность получения новых веществ, синтез которых невозможен при термическом воздействии на систему. [c.610]

Фотолиз исходных молекул обычно приводит к появлению вращательно-, колебательно- или электронно-возбужденных радикалов, имеющих, кроме того, и повышенную кинетическую энергию поступательного движения. Энергия активации реакций с их участием также будет близка к нулю. [c.314]

Если считать, что избыток энергии при фотодиссоциации переходит только в кинетическую энергию поступательного движения (нет колебательно-, вращательно- и электронно-возбужденных [c.324]

Термоядерными реакциями называются такие ядерные реакции, которые происходят в результате взаимного столкновения частиц, вызываемого их тепловым движением. Такие взаимодействия могут возникнуть лишь при очень высоких температурах, когда атомные ядра полностью лишены электронных оболочек и когда кинетическая энергия поступательного движения ядер достаточна для преодоления их взаимного отталкивания. [c.470]

Двухатомные молекулы в колебательно-возбужденных состояниях могут при столкновениях терять вращательную и колебательную энергию, равно как электронную и кинетическую энергию поступательного движения, которые могут быть переданы на возбуждение атомов. Например, при низких давлениях (0,02 мм рт. ст.) иод дает резонансные полосы флуоресценции в результате переходов с уровня у = 26. Они показаны схематично на кривых потенциальной энергии рис. 3-33 (переход -V 4) и на экспериментально полученных [37] спектрах (рис. 3-34). В верхней части (а) приведены резонансные полосы флуоресценции, обусловленные переходами (у = 26) -> и - = , 2, 3, 4, 5, 6) в чистом иоде при давлении 0,02 мм рт. ст. При таких низких давлениях молекулы, электронно-возбуж-даемые за 10 сек, обычно остаются невозмущенными, несмотря на столкновения в течение естественного времени жизни 10 сек, и флуоресцируют с того колебательного уровня, до которого были возбуждены. [c.155]

Описанные выше эксперименты по фотодесорбции показывают, что электронная энергия возбуждения, сообщаемая адсорбированным молекулам при освещении, отводится твердым телом достаточно медленно по сравнению с разрывом валентной или адсорбционной связи. Для металлов можно предполагать, что энергия электронного возбуждения хемосорбированных на них молекул должна рассеиваться за время порядка 10 сек. Переход электронной энергии в кинетическую энергию поступательного движения десорбируемой молекулы в направлении нормали к поверхности должен происходить примерно за 10" сек. Отсюда следует, что вероятность сохранения адсорбированной молекулой энергии возбуждения, достаточной для разрыва валентной или адсорбционной связи, составляет примерно 10 . Эта оценка, если она справедлива, означает, что фотодиссоциация адсорбированной молекулы или ее фотодесорбция должна быть наблюдаемой величиной. [c.401]

Электронная температура молекул и атомов в еще большей степени может зависеть от механизма возбуждения электронных уровней. Эффективность электронного возбуждения путем неупругих соударений, когда относительная кинетическая энергия поступательного движения переходит во внутреннюю энергию электронного возбуждения одной из сталкивающихся частиц, очень мала. Можно показать [91], что эффективность электронного возбуждения будет велика только тогда, когда [c.408]

Теперь средняя энергия газа складывается из кинетической энергии поступательного движения его частиц и энергии электронного возбуждения. Каждый джоуль подводимого к системе теплоты делится между поступательными и электронными степенями свобода, что приводит к меньшему нагреву газа, чем в случае низких температур. Это и выражается Б увеличении теплоемкости. [c.47]

Пусть внутренняя энергия молекул до столкновения равна энергии основного состояния а энергия поступательного движения достаточна для того, чтобы при столкновении молекул внутренняя энергия реагирующей системы повысилась до высоты энергетического барьера и превысила его. По принципу Борна — Оппенгеймера внутренняя энергия молекулы определяется положением ядер, но не зависит от скорости их движения (см. 13). Следовательно, если рассматривать реакционную систему А — В в каждый момент как статическую и рассчитать энергию притяжения и отталкивания в такой системе, то эта энергия и кинетическая энергия движения электронов будут равны внутренней энергии системы. Кинетическую энергию движения электронов в адиабатических реакциях можно принять постоянной. Поскольку скорости движения электронов в [c.568]

В настоящей главе обсуждаются особенности статистики фермионов и бозонов. Будем рассматривать идеальный газ, образованный элементарными частицами (электроны, ( зотоны) или свободными атомами, движущимися в объеме V. Энергия частиц представляет кинетическую энергию поступательного движения, так что энергетический спектр является квазинепрерывным и можно исходить из формулы (VIII.23). Для энергетической плотности состояний используем формулу (VI 1.25). Наличие внутренних степеней свободы учтем с помощью фактора 0- Для частицы до = 2 в + 1, где 5 — спин частицы для атома 0 = Ро . 1 Дб Ро вырождение основного электронного состояния, [c.174]