Уровни энергии

Рис. 5. Схема уровней энергии и квантовые переходы электрона атома водорода

Всякое изменение состояния системы молекул (среднестатистическая функция распределения по уровням энергии) сопровождается стремлением к новому состоянию равновесия (релаксация). Поглощение зв)т<а всегда сопровождается релаксационными процессами, которые могут остановиться в состоянии неустойчивого равновесия (метастабильное состояние). Нахождение вещества в этом состоянии делает его весьма чувствительным к разнообразным трансформациям. В работе [443] показано, что в метастабильном состоянии субстанция склонна к быстрым химическим изменениям. В этой же работе приводятся сведения, что существует прямая пропорциональная связь между константой скорости химической реакции, энергией и энтропией активации и временем релаксации. [c.49]

Энергетические характеристики атомов — энергия ионизации и сродство к электрону. Поведение атомов в химических процессах в значительной мере зависит от того, насколько прочно их электроны удерживаются на орбиталях. Важной характеристикой атома, количественно определяющей способность отдавать электрон, является энергия ионизации — энергия, которую необходимо затратить для отрыва электрона от атома, находящегося в нормальном состоянии. Это понятие применимо и к молекулам. Энергию ионизации обычно выражают в электронвольтах. Энергию ионизации, так же как и уровни энергии электронов в атомах, можно определить из спектральных данных. [c.31]

Современная аппаратура для изучения спектров отличается высокой точностью. Так, длины волн спектральных линий обычно определяют с точностью порядка 0,0001%, а часто и значительно более высокой. Спектры химических элементов исследованы очень подробно (определены длины волн огромного числа спектральных линий, их ннгеиснвность, тонкая структура и другие характеристики) получены весьма обширные и надежные данные об уровнях энергии электронов в атомах. [c.14]

В 45 было показано, что при взаи.модействин двух одинаковых атомов вместо двух энергетически равноценных исходных атомных орбиталей образуются две молекулярные орбитали, отвечающие различным уровням энергии (рнс. 45), Если взаимодействуют три атома, причем их валентные орбитали заметно перекрываются, то возникают не две, а три молекулярные орбитали, в равной степени принадлежащие всем трем атомам (д е л о к а-лизованные орбитали) н характеризующиеся треми различными значения.ми энергии. При последовательном увеличении числа взаимодействующих атомов добавление каждого из них приводит к образованию еще одного энергетического уровня н к дальнейшей делокализации молекулярных орбиталей (т. е. к распространению их на большее число атомов) общее число энергетических уровней будет при этом равно числу взаимодействующих атомов. Схема подобного проиесса представлена на рис. 135. [c.531]

Для двухатомных молекул, имеющих только одно внутреннее колебание, сумма по состояниям легко определяется из приближенной формулы для уровней энергии [c.185]

Рис. 11. Изменение уровней энергии в зависимости от порядкового номера элемента

Переход электрона из одного квантового состояния в другое связан со скачкообразным изменением его энергии. Графически энергию квантовых состояний и квантовые переходы электронов можно изобразить с помощью схемы уровней энергии (рис. 5). На схеме горизонтальные линии проведены на высотах, пропорциональных значениям энергии электрона в атоме, вертикальные указывают на возможные квантовые переходы. [c.14]

Низкая растворимость твердых углеводородов объясняется тем, что они, имея трехмерную упорядоченную струк — гуру, обладают высоким уровнем энергии связи между молекулами. Введение в сис — тему растворителя, хотя и ослабляет межмолекулярное взаимодей — ствие, но оно, особенно при низких температурах, может оказаться недостаточным для полного разрушения кристаллической структуры и перевода твердых углеводородов в раствор. [c.221]

Для квантовомеханического осциллятора, в котором уровни энергии отстоят друг от друга на величину, значительно большую кТ, будут эффективными только те столкновения, при которых изменение колебательной энергии близко к hv, где v — частота осциллятора. Это накладывает еще большие ограничения на возможность неупругого превращения энергии. [c.153]

Изложенные в предыдущем параграфе выводы относятся к системам с дискретными уровнями энергии, т. е. с квантованными движениями. Поступательное движение изменяется непрерывно, однако к нему можно искусственно применять общее условие квантования движения, пользуясь тем, что поступательное движение молекул системы ограничено ее объемом У. Тогда для суммы состояний поступательного движения получается выражение- [c.334]

Таким образом, в дальнейшем преимущественно будут рассматриваться колебательные уровни энергии. Представление об уровнях колебательной энергии многоатомных молекул может быть получено на основании изучения инфракрасных спектров и спектров комбинационного рассеяния, позволяющих получать данные о колебательных частотах. Определение молекулярной структуры, а также расчеты термодинамических величин вьшолняются при помощи этих частот ьа основании соответствующих теоретических представлений. [c.294]

Было показано [181], что реакция Н + О3—>Н0 + О2 дает радикалы ОН, находящиеся в высоких колебательных состояниях, главным образом в девятом колебательном уровне (энергия колебания равна 64 ккал). [c.342]

Важным фактором, влияющим на эффективность противоизносного действия присадок, является снижение уровня энергии твердого тела, известное под названием адсорбционного эффекта понижения прочности (эффект Ребиндера). Различают внешний и внутренний эффекты. Внешний вызывается адсорбцией ПАВ на внешней поверхности деформируемого тела, внутренний возникает в результате адсорбции ПАВ на поверхности дефектов внутри твердого тела. Внешний эффект приводит к пластифицированию поверхности твердого тела, что при умеренных режимах трения положительно сказывается на снижении ее износа. Следует, однако, отметить, что эффект пластифицирующего действия наблюдается лишь в определенных (ограниченных) интервалах температур и скоростей деформаций. С повышением температуры адсорбционный эффект, как правило, снижается, что определяется не только уменьшением величины адсорбции, но и изменением ее характера (превращение физической адсорбции в хемосорбцию). [c.256]

Согласно теории столкновений, скорость реакции равна произведению числа столкновений на выражение, учитывающее, что эффективными являются только столкновения молекул, обладающих надлежащим уровнем энергии. Число столкновений определяется на основе кинетической теории газов. Из закона же распределения энергии Максвелла следует, что доля общего числа молекул, соответствующая молекулам с энергией, превышающей средний уровень значений энергии активации, составляет Отсюда получается [c.219]

Здесь о—изменение энергии, сопутствующее реакции при температуре абсолютного нуля. Указанный энергетический член присутствует в уравнении по той причине, что не введен единый нулевой уровень энергии для каждого отдельного компонента взамен этого наиболее низкий из возможных уровень энергии каждого компонента принимается как его индивидуальный нулевой уровень. Таким образом, —поправочный множитель, учитывающий разность нулевых уровней энергий в рассматриваемых состояниях отдельных компонентов. [c.43]

Увеличение энергии молекулы может осуществляться только вследствие поглощения такого количества энергии, которое позволяет молекуле совершить переход с нижнего уровня энергии на более высокий. [c.293]

ВРАЩАТЕЛЬНЫЕ УРОВНИ ЭНЕРГИИ [c.306]

Термодинамические свойства данного вещества зависят от распределения молекул по уровням энергии в соответствии с законом распределения Больцмана. Из статистической механики известно, что термодинамические функции могут быть представлены в виде логарифма суммы по состояниям, которая в свою очередь подчиняется закону Больцмана [2, 141. Эта функция записывается в виде [c.308]

Из решения уравнения (1,7) также следует, что каждый вращательный квантовый уровень (2/ 1- 1) раз вырожден. Это значит, что имеется 2/ + 1 уровней, энергия вращательного движения на которых одинаковая. [c.6]

Расщеплением вырождения уровней энергии квадруполя за счет асимметрии градиента поля. Расщепления квадрупольных уровней другими магнитными ядрами в молекуле, аналогичные спин-спиновому расщеплению в ЯМР, в спектрах ЯКР часто не наблюдают, но их можно обнаружить при наличии более совершенной аппаратуры. Обычно величина этих расщеплений меньше или того же порядка, что и ширина линий. Сообщалось [24] о таком расщеплении, наблюдаемом в спектре НЮз, где сигнал ядра расщепляется на протоне. [c.277]

Рис. 1.В2. Уровни энергии я-электронов в этилене радикале С-Н и образованных из него ионах-

Квантовое состояние атома с наименьшей энергией 1 называется нормальным или основным. Остальные квантовые состояния с более высокими уровнями энергии Е2, з. 4. называются возбужденными. Электрон в основном состоянии связан с ядром наиболее прочно. Когда же атом находится в возбужденном состоянии, связь электрона с ядро.м ослабевает вплВть до отрыва электрона от атома при оо. [c.15]

Величина Е в уравнениях (VIII-32) — (VIH-38) —это энергия активации, т. е. избыточное количество энергии по сравнению со средним уровнем энергии исходных веществ, необходимое для их участия в химической реакции. Энергия активации выражается в кал/моль, что следует из единицы измерения универсальной газовой постоянной (кал К моль- ). [c.215]

Относительное число молекул иа каждом уровне энергии Е в ус.ю-виях раннопеспя определяется законом распределения Больцмана [c.293]

Простейшей молекулярной моделью, рассматриваемой при исслед<1 вании вращательных уронней энергии, является жесткая линейная система точечных масс, которые прсдстанляют собой атомы. Решение уравнения Шредингера для такой системы приводит к следующему выражению дли уровней энергии [c.306]

Диаграмма потенциальной энерсии для предполагаемого пути реакции в простой симметричной реакции замещения (водород-водородный обмен) показана на рис. 5. Минимумы А и А представляют энергию л-комплексов. Они отделены сравнительно высокими барьерами потеи-циальиой энергии В к В от ст-комплекса в точке С. Для несимметричных реакций замещения энергетические уровни л-комплексов А и А будут немного смещены вверх или вниз в зависимости от условий как правило, они будут обладать разными уровнями энергии. Аналогичным образом изменяются и максимумы В ж В, и, следовательно, опи будут различны. [c.410]

Очевидно, что выражение (X, 27) есть не что иное, как С —число ячеек фа-зэвого объема, соответствующего энергии молекулы / в уравнениях (X, 1), (X, 9) и (X, И). Различие заключается в том, что суммирование в уравнении (X, 11) по дискретным уровням энергии должно быть заменено интегрированием по шаровым слоям с интервалом анергии е от О до оо [c.335]

Хотя уравнение Шрёдингера для многоэлектронных атомов не имеет точного решения, можно показать, что при возрастании порядкового номера элементов не следует ожидать радикального изменения электронного строения атомов по сравнению с атомом водорода. Атомы всех элементов тоже могут быть охарактеризованы квантовыми состояниями, причем для этого используются те же четыре квантовых числа (п, /, ш и х) и по существу такие же электронные функции вероятности, или облака электронной плотности. Конечно, квантовые уровни энергии для разных элементов не совпадают, однако при переходе от одного элемента к другому они изменяются закономерным образом. [c.386]

Наличие переменных а обеспечивает наиболее простую формулировку принципа Паули. Однако она не является единственно возможной. Более того, введение спиновых переменных в волновую функцию кажется несколько искусственным, что наводит на мысль о возможности иной формулировки принципа, в которой спиновые переменные отдельных электронов не фигурировали бы явно. Впервые в общем виде правильные условия симметрии для координатных волновых функций были получены в 1.940 г. В. А. Фоком. В 1960—70-х гг. в работах И. Г. Каплана, Ф. Матсена И других авторов была разработана так называемая бесспиновая схема квантовой химии, физически эквивалентная обычной, но в крторой свойства симметрии волновой функции выражаются с помощью групп перестановок. Уровни энергии многоэлектронной системы при этом характеризуются перестановочной симметрией соответствующих им координатных волновых функций, вид которых несет в себе как бы память о спине . [c.158]

Величина Раа приблизительно равна орбитальной энергии изолированного атома водорода. Тогда, исходя из формул (77а) и (776), можно сказать, что при образовании молекулы Иг атомные уровни энергии расщепляются на молекулярные, лежащие на энергетической шкале выше и ниже исходных атомных (рис. 32). При этом подъем уровня ег больше падения ги Так как в молекуле водорода всего два электрона, то они будут в основном состоянии занимать МО, энергия которой ниже, т. е. ф5. Эта орбиталь называется связывающей, а орбиталь фл — антисвязывающей (разрыхляющей). Далее мы дадим более точные определения связывающих и антисвязывающих МО, [c.190]

Мы продемонстрируем применение уравнения Ван-Флека [уравнение (11.32)] на примере основного состояни.ч свободного иона металла с квантовым числом J (реализуется взаимодействие Рассела — Саундерса). Во всех примерах, которые рассматриваются в этом разделе, берется средневзвешенное по заселенностям индивидуальных моментов уровней. Вырожденность 27 + 1 снимается магнитным полем, и относительные энергии результирующих уровней выражаются как mJg H. Мы рассматриваем только основной уровень Е ° и < . которые принимаются за нуль. (При анализе больцмановских заселенностей выбор нулевого уровня энергии произволен, для удобства мы полагаем энергию основного уровня в отсутствие поля Я, т. е. ° , равной нулю.) Уравнение (11.32) принимает вид [c.142]

Эрдей-Груз и Фольмер (1930 г.), исходя из предположения замедленности стадии разряда водородных ионов и предполагая, что разряду подвергаются не все ионы, но лишь наиболее активные, концентрация которых является постоянной при t = onst и в сильном поле определяется экспоненциальной функцией, пришли к заключению об ограниченной скорости разряда ионов, требую-ш,ей для своего увеличения либо повышения концентрации активных водородных ионов, либо снижения требуемого уровня энергии активации. Роль электрического поля, по Эрдей-Грузу и Фольмеру, состоит в том, что оно снижает необходимую энергию активации на величину, пропорциональную работе перенапряжения, т. е. на (irjf, где Р < 1 (по опытным данным Р = 0,5). Для достаточно больших перенапряжений ими была получена зависимость [c.253]

Так как энергия электронов в атомах квантуется, то говорят, что в атомах существуют определенные ировни энергии (или энер гетиисскир г лпвнг У-электронов. Изучение молекулярных спектров приводит к выводу, что и в молекулах имеется набор дозволенных уровней энергии электронов (см. разд. 2.3). Уровни энергйи в атоме водорода представлены на рис. 1.4 , который объясняет также возникновение спектральных линий при переходе электрона с одного уровня энергии на другой. 1 [c.13]

Таким образом, метод молекулярных орбиталей показывает, что кри соединсннн двух атомов в молекулу возможны два состояния электрона две молекулярные орбитали (им отвечают функции <1л и фг), одна с более ннзкой энергией Ei, и другая с более высокой энергией 2.. Это можно иллюстрировать диаграммой, представленной на рис. 1.49 такие диаграммы часто используют- в методе МО. Квадрх1т (его часто заменяют кружком) около уровня энергии означает квантовую ячейку — орбиталь, которая может быть занята одним электроном или двумя электронами с противоположно наиравленнымн спинами, (иногда квантовые ячейки пе изображают, а непосредственно на линиях, показывающих уровни энергии, ставят стрелки, символизирующие спин электронов). [c.101]

При использовании метода МО ЛКАО электронное строение молекул обычно рассматривают, исходя из определенного, известного пз эксперимента расположения атомных ядер. Для системы атомных ядер мысленно закрепленной в равновесных положениях, находят молекулярные орбитали и их уровнн энергии. Затем заселяют МО электронами, учитывая при этом, что на каждой МО может находиться не более двух электронов. При рассмотрении устойчивого (нормального) состояния молекулы нужно заполнять электронами все энергетические уровни без пропусков в порядке возрастания энергии, начиная с наиболее низких. [c.103]

Метод МО широко применяется для изучения связей в органических молекулах. На рис. 1.52 представлена с (ема уровней энергии для электронов, образующих п-связь в молекуле С2Н4. Схема- соответствует уравнениям (1.54) и (1.55), так как при рассмотрении состояния я-электронов в молекуле С2Н4 в [c.107]

На рис. 1.52 показана также схема уровней энергии для я-электронов, образующих дслокализованную связь в свободном радикале аллиле -СзНз [c.108]

Квантовая механика и квантовая химия (2001) -- [ c.32 ]

Физическая химия (1978) -- [ c.370 , c.465 , c.466 , c.499 , c.594 ]

Курс неорганической химии (1963) -- [ c.257 ]

Физические методы исследования в химии 1987 (1987) -- [ c.0 ]

Введение в физическую химию кристаллофосфоров (1971) -- [ c.0 ]

Конфигурационная статистика полимерных цепей 1959 (1959) -- [ c.8 , c.56 , c.57 , c.59 ]

Курс неорганической химии (1972) -- [ c.229 ]

Квантовая механика и квантовая химия (2001) -- [ c.32 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология