Потенциальной энергии кривая молекулярного иона водорода

Рис. 44. Кривые потенциальной энергии для молекулярного иона водорода а — без учета межядерного отталкивания, й — с учетом межядерного отталкивания.

Фокс (Fox R. Е.). Не все молекулы обнаруживают линейную зависимость вероятности ионизации от энергии. В случае водорода, например, кривая потенциальной энергии для молекулярного иона значительно сме-ш,ена ио отношению к кривой нейтральной молекулы при этом ионизация вызывает возбуждение высших колебательных уровней иона и уже у самого порога нелинейно зависит от энергии электронов. [c.421]

Устойчивость молекулярного иона водорода. Если молекулярный -ион водорода является действительно устойчивой частицей, то следует ожидать, что на кривой зависимости потенциальной энергии от расстояния между ядрами на каком-то из этих расстояний окажется минимум. Следует иметь в виду, что будут две кривые потенциальной энергии одна — для связывающей орбитали и одна — для разрыхляющей. [c.150]

Рис. 5-5. Кривые потенциальной энергии молекулярного иона водорода для симметричного ( с) и антисимметричного (/Гас) энергетических состояний.

Хотя расчеты довольно сложны, все же есть возможность оценить зависимость интегралов / и /С от расстояния между ядрами атомов водорода. Результат может быть изображен посредством кривой потенциальной энергии, как это показано на рис. 5-5. Антисимметричное состояние соответствует неустойчивому энергетическому состоянию, и если электрон будет на антисимметричной орбитали, молекулярный ион водорода будет неустойчивым. С другой стороны, симметричное энергетическое состояние ведет к минимуму потенциальной энергии и поэтому к образованию устойчивой частицы. [c.147]

Величины Ез — Еа ж Еа — Еа представляют собой потенциальные энергии (или энергии связи), соответствующие симметричной и антисимметричной электронным собственным функциям системы. Так как К п 8 даются в величинах, которые определяются междуядерным расстоянием, то значения Ез — и Еа — Е могут быть вычислены как функции от т-ав- Полученные результаты совершенно аналогичны соответствующим молекуле водорода (см. рис. 33) антисимметричная орбита приводит к неустойчивому состоянию, обусловленному отталкивательными силами, а симметричная функция дает кривую потенциальной энергии с минимумом, отвечающим устойчивой форме молекулярного иона водорода. Величина потенциальной энергии при минимуме соответствует энергии диссоциаций, равной 40,7 ккал/моль. [c.114]

Эта кривая потенциальной энергии, построенная без учета члена, соответств ющего межядерному отталкиванию, изображена на рис. 44, а. На этом рисунке за нулевую энергию принята потенциальная энергия при бесконечном удалении протонов друг от друга и электрона на бесконечное расстояние от обоих протонов. Однако диссоциация молекулярного иона водорода не является диссоциацией на два иона и один электрон, а диссоциацией на один ион и один атом. Поэтому значение, к которому асимптотически стремится потенциальная энергия при большом расстоянии между частицами, представляет собой потенциал ионизации водорода с отрицательным знаком —13,5 вольта, как это показано на рисунке. [c.143]

Точки пересечения кривых потенциальной энергии, приведенных на рис. 9, соответствуют одинаковым значениям энергии различных систем. Следовательно, система, находящаяся в состоянии, соответствующем точке пересечения, может оказаться на той или другой потенциальной кривой. Таким образом, в этой точке возможно превращение одной частицы в другую. Например, кривая для одного из возбужденных состояний молекулы Н, (состояние пересекается с кривой для молекулярного иона Н . В этой точке, следовательно, возможен процесс автоионизации молекулы и образование молекулярного иона. Кривые показывают, что при диссоциации иона Н, в результате захвата электрона образуются атомы водорода в основном и возбужденном состояниях. (Образование при этом ионов Н" и Н маловероятно.) Так как кривая для Но не пересекается с кривыми для невозбужденной молекулы Н.,, то при захвате электрона не может образоваться молекула Hg в основном состоянии. На рисунке видно, на какие частицы могут диссоциировать молекула Н, или ион Hg в случаях, когда полученная ими энергия достаточна для диссоциации. [c.40]

На рис. 22 приведены возможные уровни энергии Нг в зависимости от расстояния между ядрами. По оси абсцисс отложено расстояние между ядрами, а по оси ординат — потенциальная энергия системы. Нетрудно догадаться, что основному состоянию молекулярного иона Нг отвечает наиболее низкий энергетический уровень. Характер нижней кривой на рис. 22 можно объяснить тем, что по, мере сближения протона и атома водорода вначале преобладают силы притяжения, а затем силы отталкивания, поэтому вначале наблюдается монотонное понижение потенциальной энергии системы, по достижении же минимума — резкое ее увеличение. Минимум на кривой потенциальной энергии отвечает наиболее устойчивому состоя- [c.45]

Реаюме. Для выяснения причин большей стабильности молекулярного иона водорода по сравнению с бесконечно удаленными друг от друга атомом водорода и протоном проанализированы составляющие полной энергии Н . Рассмотрены особенности изменения кинетической и потенциальной составляющих энергии связей в зависимости от межъядерного расстояния. Интерпретация полученных кривых основана на представлении их в виде суперпозиции пяти аддитивных вкладов, описываемых простыми функциями межъядерного расстояния. Количественно эти вклады объяснены непосредственно в рамках физических взаимодействий, а также при рассмотрении соответствующей вариационной процедуры. Анализ приводит к идентификации и истолкованию ряда эффектов, ответственных за образование химической связи в Н, таких, как промотирование, интерференция и квазиклассические электростатические взаимодействия. Показано, что ковалентная связь образуется в результате делокализации электронного облака. [c.259]

Постепенное уменьшение потенциальной энергии при превращении gls-электропа системы с отделенными друг от друга ядрами атомов в ls-электрон объединенного атома Не" указывает на то, что в соответствии с квантовомеханическими вычислениями (рис. 33) 1хз-электрон оказывает заметное связывающее действие на атомные ядра в молекулярном ионе водорода Н. С другой стороны, почти горизонтальное направление линии 3 ls па рассматриваемой диаграмме предполагает также в соответствии с вычислением, что 2/ з-электрон оказывает скорее отталкивающее, чем связывающее действие. Следует отметить, что влияние ядерного отталкивания было исключено при построении рис. 34, так как иначе кривые потенциальной энергии поднимались бы круто вверх нри сближении ядер. Поэтому линии, имеющие горизонтальное направление или несколько опускающиеся справа налево, в действительности соответствуют состоянию отталкивания. [c.338]

Козман [8] приводит кривые потенциальной энергии для десяти возбужденных состояний водорода и указывает, что во всех состояниях, кроме (2ра ) (1усг )(2ра2) 2 и состояний 2 , минимум потенциальной кривой лежит примерно у г = 1,05, близкого по значению к для молекулярного иона водорода (табл. 3-3). Далее, как видно из рис. 3-20, форма кривых вблизи расстояния равновесия сходна с формой потенциальной кривой для Щ. Это указывает, что в основном связь в этих состояниях определяется одним электроном на 15о-орбитали, которая является сильно связывающей. На рис. 3-21 представлены схематично субмолекулярные орбитали четырех возбужденных состояний и атомные орбитали продуктов диссоциации этих состояний. [c.129]

Из вышесказанного ясно, каким путем возникает притяжение под действием единственного электрона в случае молекулярного иона водорода. Однако в этом простом случае возможно решить возникающую волновомеханическую задачу с желаемой степенью точности с помощью числовых методов. Для низшего состояния молекулярного иона водорода это проделал Бэрроу. Полученная им кривая потенциальной энергии по форме подобна кривой для молекулы водорода и имеет минимум при расстоянии между ядрами, равном 1,0бЛ, причем этот минимум находится на 2,78 вольта ниже асимптоты кривой. Энергия диссоциации, с учетом нулевой энергии равна 2,64 вольта. [c.142]

В соответствии с новым методом мы рассматриваем проблему двух атомных ядер и прибавляем электроны в молекулу последовательно один за другим, точно так же, как это было сделано при обсуждении построения периодической системы элементов, когда последовательное прибавление электронов производилось к системе с одним атомным ядроль Введение первого электрона на низший уровень энергии приводит к образованию молекулярного иона водорода, имеющего кривую потенциальной энергии (если пренебрегать межядерным отталкиванием), изображенную на рис. 44, а. Напомним, что нулевое значение энергии соответствует энергии изолированных друг от друга электронов и ядер. Введение второго электрона на низший уровень энергии должно дать кривую, расположенную вдвое ниже кривой а, рис. 44, при условии, что взаимодействием электронов можно пренебречь. Потенциал отталкивания, характеризующий ядра, остается при двух [c.143]

Теория дает весьма ограниченную информацию о процессах диссоциативной ионизации. Относительно благополучно здесь обстоит дело для двухатомных молекул. Метод расчета сечения образования осколочных ионов двухатомных молекул с известными потенциальными кривыми при больших энергиях электронов был предложен в работе [1550]. Рассмотрим, например, диссоциативную ионизацию молекулы водорода. На рис. 8 приведены потенциальные кривые для основных электронных состояний молекулы и молекулярного иона. Обозначив ыеждуядерное расстояние, соответствующее потенциальной энергии иона, равной энергии его диссоциации, через Гс и ядерную волновую функцию молекулы нулевого колебательного уровня через о. для вероятности того, что вертикальный переход приведет к колебательному возбуждению иона, превосходящему энергию диссоциации, и следовательно, сможет образоваться осколочный ион, будем иметь [c.369]