Электроны энергия их взаимодействия

С точки зрения теории строения вещества внутреннюю энергию следует рассматривать как совокупность всех видов энергии, связанных со всевозможными движениями и взаимодействиями внутри системы. Это и энергия молекул, и энергия электронов, энергия взаимодействия атомов внутри молекулы, энергия межмолекулярного взаимодействия и т. д. Сюда же можно было бы включить и энергию массы , определяемую соотношением Эйнштейна Е = где пг — масса с — скорость света. [c.32]

В квантовой механике роль естественных элементарных единиц играют покоящиеся ядра и электроны. Энергии взаимодействия всех ядер и электронов в молекулах всегда заметно превы- [c.32]

Как было показано выше, на основе МО предложено несколько индексов химической реакционной способности, причем каждый из них существенно зависит от используемой реакционной модели. В некоторых благоприятных случаях, как, например, в реакциях замещения альтернантных углеводородов, все индексы реакционной способности, упомянутые выше, дают удовлетворительные результаты. В неблагоприятных случаях некоторые из них дают неправильные предсказания. В последние годы было создано несколько теорий, в которых были сделаны попытки создания общего подхода к рассмотрению химических реакций [33—39]. В этих теориях химическая реакционная способность выражается не каким-либо одним членом, а суммой по крайней мере двух или более различных членов. Так, Клопман [34 ] рассмотрел взаимодействие между электрофилами и нуклеофилами, принимая во внимание два эффекта соседний эффект и эффект переноса электрона. Энергия взаимодействия была представлена суммой трех энергетических членов [c.35]

Для неадиабатического переноса электрона энергия взаимодействия между сталкивающимися частицами Uгf R) является функцией расстояния между ними и описывается выражением [c.91]

Стерические факторы для этих реакций могут достигать величины 10 . Это объясняется тем, что при вычислении стерического фактора используется неверная величина числа столкновений. Электроны, будучи в 10< раз легче большинства молекул, имеют в 100 раз большие средние тепловые скорости и соответственно в 100 раз большее число столкновений. Все еще остающееся различие в 10 раз обусловлено кулоновским взаимодействием иона и электрона. Энергия взаимодействия иона и электрона на расстоянии 100 А составляет 3,3 ккал, что значительно больше, чем RT при 25° С (0,6 ккал). Следовательно, для столкновений ионов при низких температурах характерны значительно большие сечения, чем для столкновений нейтральных частиц. Так как число столкновений пропорционально квадрату эффективного сечения, фактор 10 находит себе объяснение в необычно большом сечении таких столкновений. [c.95]

Потенциальная кривая электронной энергии взаимодействия атомов и силовая постоянная связи практически остаются неизменными при изотопном замещении [23, 59], тогда как нулевая энергия атомного колебания в нервом приближении изменяется обратно пропорционально квадратному корню из отношения соответствующих приведенных масс. Ввиду этого при замещении водорода дейтерием существенно увеличивается энергия электронных переходов и тем самым уменьшается поляризуемость (вероятность электронных переходов не изменяется) [c.51]

Для двух атомов или молекул А и В, содержащих помногу электронов, энергия взаимодействия на больших расстояниях равна [c.390]

При минимальной энергии взаимодействия наблюдается физическая адсорбция. В основе ее лежит диполь-дипольное взаимодействие Ван-дер-Ваальса молекула сорбата и сорбирующая поверхность поляризуют друг друга, и взаимодействие между индуцированными диполями порождает теплоту адсорбции. Ее величина обычно не превышает 0,015—0,03 аДж. При обменном взаимодействии электронов твердого тела с частицей сорбата, когда энергия связи составляет около 0,15 аДж, связь имеет химическую природу, и такая адсорбция именуется хемосорбцией [206]. [c.182]

До сих пор мы не принимали во внимание спин-орбитальное взаимодействие (член А.Ь-8). Для ионов первого ряда переходных металлов его можно учесть, добавив энергию взаимодействия X. Ь 8 к энергиям уровней в качестве возмущения их величины. Такой подход вполне приемлем, если только X. Ь 8 мало по сравнению с электрон-электронными отталкиваниями и влиянием кристаллического поля. Диагональные матричные элементы Ь 8 рассчитываются в базисе из действительных орбиталей и добавляются к энергиям как поправки. Если спин-орбитальное взаимодействие велико, подход, основанный на возмущении, неприемлем. Например, 2 и 2 (знак относится к значениям электрона) имеют одно и то же значение mJ = Ъ 2 и смещиваются под действием Ь-8. [c.140]

В рассматриваемой молекуле ядро находится в облаке электронной плотности. Электрический градиент определяется через усредненный по времени электрический потенциал, создаваемый электроном. Кроме того, градиент электрического поля описывается симметричным тензором V 3 X 3, след которого равен нулю. Ядерный квадрупольный момент также описывается тензором Q 3 х 3. Энергия взаимодействия ядерного квадруполя EQ выражается как [c.261]

В случае атомов или ионов, содержащих одно атомное ядро, полная энергия частицы представляет собой энергию взаимодействия электронов между собой и ядром. Электрон, вращающийся вокруг ядра по определенной орбите, обладает определенным за- [c.90]

Влияние заместителей при индексной группе проявляется через изменение электронной плотности двойной связи, а также через изменение энергий взаимодействия промежуточных соединений с катализатором. [c.112]

Как указано выше, молекула в невозбужденном состоянии имеет минимальную энергию. В невозбужденной молекуле ядра атомов совершают колебания относительно равновесного положения Го. Кривая энергии молекулы характеризует сумму энергетических изменений, которые происходят с уменьшением расстояния между ядрами прн образовании молекулы. За вычетом появляющейся при сближении атомов, небольшой нулевой энергии ео колебаний ядер около положения равновесия изменение энергии системы представляет сумму изменений полной энергии электронов и потенциальной энергии взаимодействия ядер. Эта сумма Ео для равновесного расстояния Го отличается от энергии образования связи св на величину ео. [c.75]

Взаимодействие внешних электронов атомов (или групп атомов) приводит к химической связи между ними. Энергия взаимодействия между атомами в молекуле (т) имеет характерный вид кривой с минимумом, соответствующим энергии диссоциации (рис. 2.4). Энергетические уровни дискретны и имеют электронную колебательную и вращательную составляющие [c.42]

Наоборот, если энергия взаимодействия молекул АиА или В и В больше, чем А и В, то одинаковые молекулы каждого компонента предпочтительно будут связываться между собой и растворимость понизится. Это часто наблюдается при значительной полярности одного из компонентов раствора. Этим, например, можно объяснить плохую растворимость полярных молекул НС1 в бензоле. Этим же объясняется небольшая растворимость неполярных и малополярных веществ в полярном растворителе, например в воде. Как известно, положительный заряд в молекулах воды сосредоточен на атомах водорода, а отрицательный — на орбиталях двух электронных пар атома кислорода это приводит к значительному разделению зарядов, что вызывает интенсивную ассоциацию воды (за счет водородных связей). Поэтому притяжение неполярных молекул неэлектролита к молекулам воды будет меньше, чем притяжение молекул воды друг к другу. [c.141]

Все эти элементы зависят от параметра Яав — межъядерного расстояния. Нц = Н22 = а называют кулоновским интегралом потому, что на языке квантовой механики он передает классическое кулоновское взаимодействие частиц. Он включает энергию электрона в атоме водорода в основном состоянии, кулоновское отталкивание ядер и энергию взаимодействия второго протона с электронным облаком, окружающим первый протон [c.67]

Магнитное число Ml = О, 1, 2, L. Таким образом, для одной электронной конфигурации возможны (2L -Ь 1) состояний с различными Ml. Энергия взаимодействия электронной оболочки с электрическим полем ядер зависит лишь от абсолютной величины квантового числа Ml, обозначаемой прописной. греческой буквой Л [c.74]

На основе представления о ионах в молекуле можно построить модель для расчета ее свойств. Наиболее простая модель сферических ионов исходит из следующего. При сближении атомов Ме и X происходит переход электрона от Ме к X с образованием сферически симметричных ионов Ме+ и X (с внешней оболочкой з р ). Такой переход всегда требует затраты энергии, равной ПИ(Ме) — СЭ(Х). Последняя компенсируется энергией электростатического притяжения ионов, значительно превышающей затрату на ионизацию атомов, и это обеспечивает стабильность молекулы. Электростатические силы притяжения между ионами Ме+ и X" не приводят к их слиянию, как было бы, будь ионы точечными зарядами. От слияния их удерживает отталкивание закрытых оболочек ионов (см. 28). Энергию взаимодействия однозарядных ионов рассчитывают по формуле [c.90]

Особенностью дисперсионного взаимодействия является его всеобщность, так как во всех молекулах есть движущиеся электроны. Дисперсионное взаимодействие для неполярных молекул —главный и практически единственный источник сил Ван-дер-Ваальса. Дисперсионное взаимодействие вносит известный вклад также в энергию ионной связи в молекулах и кристаллах. [c.134]

Электронная теория объясняет зависимость теплового эффекта хемосорбции от величины адсорбции и ряд других закономерностей катализа. Однако без использования основных положений квантовой теории химической связи нельзя объяснить специфику взаимодействия катализатора с конкретной молекулой. Электронная теория катализа описывает состояние катализатора. Квантовая теория химической связи описывает взаимодействие молекул, осуществляющееся через взаимодействие атомов. Рассматривая взаимодействие молекулы субстрата с поверхностью катализатора, завершающееся возникновением химической связи, необходимо определить реакционные центры, т. е. атомы в молекуле и на поверхности катализатора, которые могут взаимодействовать. При определении реакционных центров и качественной оценке энергии взаимодействия между ними можно руководствоваться основными положениями метода возмущенных орбиталей (см. 214), положением о необходимости соответствия взаимодействующих орбиталей. [c.659]

Рассмотрим заряженное электронное облако сферического атома, заданное средним по времени движением его электронов вокруг ядра. Усредненное движение электронов вокруг ядра сферически симметрично, однако в любой момент времени в какой-то области может произойти кратковременное скопление отрицательных зарядов, в результате чего образуется мгновенный дипольный момент атома. Этот мгновенный диполь индуцирует соответствующие дипольные моменты в соседних атомах, между которыми и происходит мгновенное взаимодействие. Мгновенный диполь любого атома при усреднении по времени обращается в нуль, а средняя энергия взаимодействия отлична от нуля, так как мгновенные и индуцируемые диполи находятся в одной фазе, или, другими словами, связаны друг с другом. Средняя энергия взаимодействия мгновенных диполей уменьшается с расстоянием по закону т. е. так же, как и энергия, обусловленная взаимодействием постоянного и индуцированного диполей в соответст- [c.199]

Короткодействующие силы появляются в расчетах возмущений первого порядка. К сожалению, для того чтобы составить приближенную волновую функцию, удовлетворяющую принципу Паули, указанные расчеты необходимо проводить для каждого электрона отдельно, вследствие чего процедура вычисления становится очень сложной. С помощью общих рассуждений можно установить, что окончательное выражение для энергии взаимодействия представляет собой произведение экспоненциальных членов и полиномов по степеням г. Самой простой функцией, удовлетворительно описывающей такое поведение, является экспонента, в связи с чем энергию обмена первого порядка часто представляют следующим образом [c.206]

Из таблицы видно, что взаимодействие между компонентом (I) и компонентами (2) усиливается при последовательной замене четыреххлористого углерода, являющегося простым растворителем, бензолом, с я-электронами которого, по-видимому, взаимодействует ацетон, а также компонентами, образующими водородную связь с ацетоном. Сравнительная величина энергий взаимодействия ацетона с другими соединениями схематично показана на рис. 1У-6. [c.42]

Молек ла углеводорода обладает определенным запасом внутренней энергии. Эта энергия слагается из энергии взаимодействия электронов с ядрами, из энергии колебательного движения атомов (линейного и деформационного), энергии вращательного движения атомов или групп атомов. Энергия взаимодействия электронов с ядрами (энергия электронных переходов) в 10—20 раз превышает энергию колебательных движений и в тысячу раз превышает энергию вращательного движения внутри молекулы. [c.32]

В конечном итоге ответ на эти (и многие другие) вопросы эависит от довольно сложных взаимоотношений трех основных вкладов в энергию атома — кинетической энергии электронов, энергии взаимодействия электронов с ядром, энергии электрон-электронного отталкивания. Соответствующий анализ может быть проведен только на основе достаточно сложных вычислений. В табл. 3.13 приведены вычисленные методом Хартри —Фока орбитальные энергии х-и -оболочек для первых двух переходных рядов. Всюду < 5. Тем не менее в основном электроны предпочитают оставаться на и5-оболочке, хотя в оболочке есть вакантные состояния. [c.183]

Остановимся на наиболее важной составляющей энергий молекулы — электронной энергии. Так как масса электронов в тысячи раз меньше массы ядер, скорость движения ядер очень мала по сравнению со скоростью электронов. Поэтому движение электронов в молекуле можно рассматривать, считая в каждый данный момент ядра неподвижными. В этом и состоит приближение Борна—Оппенгеймера. Данному фиксированному положению ядер будет отвечать определенное значение электронной энергии. Она включает кинетическую энергию движения электронов, энергию взаимодействия электронов друг с другом и энергию притяжения электронов к ядрам. Включим в нее также энергию отталкивания ядер на фиксированном расстоянии. Результируюцдую энергию также называют электронной. При этом [c.65]

Отметим, что при определении энергии ря-сопряжения в ароматических п-донорах в качестве акцепторов можно брать не только галогениды металлов III группы, как это указано в табл. V.10, но и любые другие акцепторы электронов, энергия взаимодействия которых с соединениями алифатического ряда превышает энергию ря-сопряжения ароматического п-Донора. Удобны в этом отношении сильные карбоновые кислоты [239]. Так, теплота присоединения диметилциклогексиламина, т. е. амина с алифатическими радикалами, к димеру трифтор- или трихлоруксусной кислоты составляет 33,5 и 30,2 ккал/моль соответственно. Эта энергия значительно больше энергии ря-сопряжения, например, в молекуле диметил анилина, и, следовательно, можно ожидать образования комплексов-этих кислот и с ароматическими аминами. [c.391]

Мультиплетное расщепление термов вызвано спиновыми взаимодействиями. Обобщая рассуждения, приведенные в 35 для случая двух валентных электронов, мы можем считать, что и для любого числа валентных электронов, энергия взаимодействия AW приближенно равна сумме спин-орбитальных [c.188]

Ядро с ядерным спиновым квантовым числом I 1 также характеризуется электрическим моментом, и неспаренный электрон взаимодействует как с магнитным ядерным, так и с электрическим моментом. Градиент электрического поля на ядре может взаимодействовать с ква-друпольным моментом (такое взаимодействие изучается с помощью спектроскопии ядерного квадрупольного резонанса), и это взаимодействие влияет на энергии электронных спиновых состояний через ядерно-электронное магнитное взаимодействие как возмущение второго порядка. Влияние квадрупольного взаимодействия обычно носит сложный характер, поскольку этому взаимодействию сопутствует значительно большее магнитное СТВ. Ориентация ядерного момента квантуется как по отношению к градиенту электрического поля, так и по отношению к направлению магнитного поля. Если направление магнитного поля и оси кристалла параллельны, квадрупольное взаимодействие приводит только к небольшому смещению всех энергетических уровней на по- [c.45]

Из проведенного выше обсуждения очевидно, что УФС-спектры относительно больших молекул содержат довольно много информации о потенциалах ионизации, энергиях колебаний ионизованной молекулы, спин-орбитальных взаимодействиях, ян-теллеровских расщеплениях и электронных обменных взаимодействиях. К сожалению, полосы часто перекрываются и появляются широкие линии с неразрешенной колебательной структурой. Примером небольшой молекулы, в спектре которой наблюдается большое число линий, служит газообразная NO. На рис. 16.13 показаны спектры этой молекулы, полученные Асбринком и сотр. [32] при разрешении ЮмэВ и источнике Не(1) и при разрешении 25 мэВ и источнике Не (II). С процедурой отнесения линий читатель может познакомиться в цитированной работе, однако даже внимательное рассмотрение рис. 16.13 показывает, что в спектре разрешены как обменное, так и спин-орбитальное расщепления. [c.346]

Гейтлер и Лондон провели также квантовомеханический расчет энергии взаимодействия молекулы водорода с третьим атомом водорода. Расчет показал, что третий атом ие будет притягиваться, т. е. образова1П1е молекулы Нз невозможно. Так было дано тео()е-тическое обоснование важнейшего свойства ковалентной связи — насыщаемости. Не рассматривая данный расчет, можио пояснить его результат, исходя нз того, что было сказано о молекуле На. Присоединение третьего атома к Нг не происходит, поскольку условием для перекрывания электронных облаков, которое даег имическую связь, является наличие у электронов антипараллель-ных спинов. Спин электрона третьего атома водорода неизбежно будет совпадать по направлению со спином одного из электронов в молекуле. Поэтому между третьим атомом водорода и молекулой водорода будут действовать силы отталкивания, подобные тем, [c.80]

Изложенная ранее теория основывалась на предпо сожении, что взаимодействие между атомами в сталкивающихся молекулах описывается некоторым потенциалом, который получается как собственное значение гамильтониана электропов для фиксированных положений яд ф (адиабатическое приближение для электронных состояний). Применимомь адиабатического приближения предполагает возможность пренебречь переходами между различными электронными состояниями взаимодействующих молекул. Необходимым (но отнюдь не достаточным) условием для этого является большое расстояние между электронными термами свободных молекул. Если же один или оба партнера по столкновению находятся в вырожденном электронном состоянии, то адиабатическое приближение заведомо не применимо. Межмолекулярное взаимодействие снимает вырождение электронного состояния, так что при сближении молекул возиикает ряд адиабатических потенциалов (поверхностей потенциальной энергии), которые при увеличении межмолекулярного расстояния сливаются в вырожденный электрон- [c.88]

Остановимся на наиболее важной составляющей энергии молекулы — электронной энергии. Так как скорость тяжелых ядер во много раз меньше скорости легких электронов, приближенно можно рассматривать движение электронов в молекуле в каждый данный момент, считая ядра неподвижными [приближение Борна — Оппенгеймера). Выбранному фиксированному положению ядер R отвечает определенная энергия электронов E3 (R), включ-ающая их кинетическую энергию, энергию взаимодействия электронов друг с другом и энергию взаимодействия электронов с ядрами. Условимся включать сюда также энергию отталкивания ядер iZ e lR. Тогда название электронная для e R) = бэл + Z Z e lR указывает, что учитывается движение только электронов, но не ядер, а фиксированное расстояние между ядрами R рассматривается как параметр. Индекс <ел при этом отбрасывается. Если расстояние между ядрами R изменится, изменится поле ядер, в котором движутся электроны, изменится и электронная энергия системы t(R). В этом смысле электронная энергия суть функция межъядерного расстояния и по отношению к движению ядер играет роль потенциальной энергии. Вид функции e(R) для двухатомной молекулы АВ изображает кривая а рис. 14, называемая потенциальной кривой. Когда атомы А и В удалены на бесконечное расстояние, электронная энергия равна сумме электронных энергий невзаимодействующих атомов А и В в основном состоянии [c.44]

Так как движение электронов рассматривается как взаимно независимое, даже наиболее точные расчеты, выполненные методом ССП, не учитывают явления корреляции — стремления электронов избегать друг друга. Разность истинной энергии системы и рассчитанной методом ССП в самом лучшем приближении называют энергией корреляции электронов (энергия корреляции частично учитывается при расчетах по методу конф игурационного взаимодействия). [c.60]

Направление движения зарядов определяется от.тичием величины работы выхода иона шш электрона из металла ( ) и энергии взаимодействия этой частищ,[ с молекулами растворителя -- энергии сольватации (U J. При этом возможны два случая [c.109]