Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Расщепление уровней ядра

    Все символы были определены в гл. 14, посвященной ЯКР. Для ядра нельзя определить величины из квадрупольного расщепления q и т . Не менее важен знак константы квадрупольного взаимодействия. Если уровень m, = + 3/2 соответствует высокой энергии, то знак положителен знак отрицателен, если при m = +1/2 при квантовом числе [c.293]

    Объяснение электропроводности металлов, полупроводников и диэлектриков дается на основе квантовой теории строения кристаллических тел — так называемой зонной теории. Рассмотрим некоторые общие положения этой теории. Переход атомных паров в кристаллическое вещество можно рассматривать как химическую реакцию, так как оптические, термодинамические, электрофизические и другие свойства твердых тел отличаются от свойств газов. Важно отметить, что атомные спектры газов имеют линейчатое строение, а спектры твердых тел имеют сплошной характер или полосатую, очень сложную структуру. Уже при взаимодействии двух одинаковых атомов дискретные атомные энергетические уровни расщепляются и превращаются в полосы. Тем большее расщепление уровней происходит, когда большое число N атомов, например лития, сближается с далеких расстояний до расстояний, на которых они находятся в кристаллической решетке. На рис. 70, а это расстояние между ядрами обозначено на оси абсцисс буквой о- По оси ординат отложена энергия. Находясь на больших расстояниях, атомы не взаимодействуют друг с другом, и диаграмма уровней будет такая же, как и для изолированного атома лития (1 25 ). При сближении атомов начнется взаимодействие между ними, прежде всего у каждого из них станет расщепляться уровень валентных электронов (2х). Уровень 2з) расщепляется в систему весьма близко расположенных N уровней, образуя целую полосу (зону) уровней. Более глубокие уровни при образовании кристалла оказываются совсем не расщепленными или только незначительно расщепленными. [c.233]


    Преимущественно кислород, но эффективности подобен объемному атому. Разное квадрупольное расщепление возникает вследствие разного электростатического поля у атомов железа на поверхности и в объеме, причем на поверхности поле низкосимметрично. Для - Ре нерасщепленные резонансные линии связаны с переходами между энергетическими уровнями ядра с / = >/2 и / = /2- В поле с осевой составляющей уровень с 1 = 1-2 расщепляется, образуя дублет. [c.436]

    У атомов 3-го периода появляется третий энергетический уровень электронов. Он состоит из 35-, Зр- и 3 -подуровней. Влияние ядра и экранирующее действие электронов двух нижележащих слоев приводит к неравномерно 1у расщеплению этого слоя на подуровни 35- и Зр-орбитали сближены, а З -состояние расположено так высоко, что превышает по значениям энергии 45-орбиталь. По сравнению со 2-м периодом 35- и Зр-орбитали расположены ближе друг к другу, чем 25- и 2р-орбитали. [c.241]

    Всякий раз, когда неспаренный электрон подвергается действию внешнего магнитного поля, энергетический уровень электрона претерпевает зеемановское расщепление [выражение (440) и рис. 105], которое, по-видимому, обусловлено взаимодействием между магнитным моментом электрона и магнитным полем. Рассмотрим взаимодействие между неспаренным электроном и протоном как между магнитными диполями. Спин протона 1 равен Ч2 и его магнитный момент не равен нулю (табл. 34). Если считать, что ось Z совпадает с направлением магнитного поля, то fiz (z-я компонента магнитного момента электрона) и (г-я компонента магнитного момента ядра) квантуются независимо друг от друга, принимая значения, определяемые выражениями (437) и (448). Поскольку энергия взаимодействия зависит от относительной ориентации двух магнитных моментов, каждый из двух энергетических уровней электрона Ms=+V2 расщепляется на два новых уровня, положение которых зависит от значения Mj. Один из них лежит ниже, а другой — выше первоначального (рис. 106). [c.241]

    В случае, если взаимодействие с ядром 2 гораздо слабее, чем с ядром 1, в спектре наблюдаются только две линии поглощения одинаковой интенсивности (рис. 108). Этот факт легко объяснить, предположив, что два уровня, которые образовались при вторичном расщеплении (отчетливо видном в случае б), слились в один. Поэтому каждая линия поглощения становится вдвое более интенсивной. В случае в, когда взаимодействие с двумя ядрами одинаково, каждый электронный уровень будет расщепляться на три подуровня, поскольку два средних уровня, образовавшиеся при вторичном расщеплении, сливаются. В результате в спектре наблюдаются три линии поглощения с одинаковой величиной расщепления, интенсивности которых относятся как 1 2 1. Полученные выводы можно подтвердить аналитически с помощью уравнения (458). [c.246]


    Магнитное сверхтонкое расщепление Ет и магнитная сверхтонкая структура спектра (СТС) возникает в мессбауэровском спектре благодаря взаимодействию магнитного дипольного момента ядра ц в основном и возбужденном состояниях с эффективным магнитным полем Н, создаваемом электронной оболочкой атома. В результате ядерный уровень со спином I расщепляется на 2/ -Ь 1 подуровней с собственными значениями [c.97]

    Отсюда следует важный вывод, что взаимодействие между атомами водорода приводит к расщеплению исходного уровня 1 свободного атома водорода на два уровня. Один уровень характеризуется собственным значением энергии Ес и собственной волновой функцией Фс. Этот уровень при среднем расстоянии находится ниже, чем уровни обоих свободных атомов водорода. В этом состоянии система из двух атомов водорода образует стабильную молекулу с минимумом при г = Ге (рис. ХП.2). Электронная плотность в этом состоянии имеет максимум между ядрами, и, следовательно, это обусловливает стягивание ядер. В то же время второй [c.357]

    На рис. У.5, а показана схема энергетических уровней для ядра Ре, имеющего в основном состоянии спин / = /2, eQ = 0, а в возбужденном состоянии спин /е= 12, С =5 0. При сфврической симмст-рии электрического поля ед=0 и никакого расщепления верхнего уровня не будет, например, в правильных тетраэдрических или октаэдрических структурах. При наличии градиента поля <7= 0 верхний уровень расщепляется на два подуровня в зависимости от квантового числа например, при осевой симметрии поля в триго-нальнобипирампдальной структуре соединения Ре(С0)5. Правило отбора для мессбауэровских  [c.121]

    ГИИ, но теперь в рассматриваемой системе один и тот же спектр получается дважды один раз, когда рассматриваемый электрон находится у одного ядра, а другой,— когда у другого ядра. В то же время волновые функции в этих двух случаях будут разными. Говорят, что уровни энергии электрона в такой системе дважды вырождены. Если ядра сближать, то возникнет взаимодействие чисто квантовой природы (так называемый обменный эффект), и в результате дважды вырожденный уровень оказывается расщепленным на два отдельных уровня энергии, причем чем ближе ядра, тем сильнее возмущение и тем значительнее расщепление. Аналогичное имеет место в системе из трех одинаковых ядер и одного электрона здесь происходит расщепление трижды вырожденного уровня на три разных уровня. По такой же схеме рассматривают и кристалл. Приближенно допускают, что в задаче о спектре энергии наличие многих электронов в системе является не очень существенным, побочным фактором и при определении энергетического спектра можно рассматривать систему из N ядер, образующих кристаллическую решетку, и одного электрона. Это — так называемое одноэлектронное приближение, на основе которого до самого последнего времени была построена вся электронная теория кристаллов. Только такие явления как ферромагнетизм и сверхпроводимость потребовали создания многоэлектронной теории. Для теории химической связи в кристаллах одноэлектронное приближениие дает вполне удовлетворительные результаты. [c.199]

    Магнитный момент ядра, обладающего спином I, в соответствии с правилами квантования имеет 2/+1 возможных ориентаций по отношению к внешнему магнитному полю. Каждой из них соответствует свое значение добавочного магнитного поля, которое создается ядром в месте расположения электрона, поэтому каждый электронный уровень расщепляется на 2/+1 подуровней. По правилам отбора возможен один переход с каждого подуровня сверхтонкой структуры, так чтобы А5 = 1, где А5 — проекция спина электрона на направление поля. В результате в в спектре появляется 27+1 равноотстоящих линий. Если несна-ренный электрон взаимодействует с несколькими магш тными ядрами, то в спектре появляется П (2/ +1) линий равной интенсивности (/ — спин ядра г, П — произведение ио всем г). Когда расщепления от различных ядер кратны друг другу, некоторые линии перекрываются. Интенсивности компонентов такого спектра оказываются между собой в простых кратных отношениях. На практике часто встречается случай одинакового взаимодействия неснаренного электрона с несколькими протонами 1= 1 . При этом число линий в спектре равно ге+1, где п — число протонов, а относительная интенсивность А -той линии от края спектра выражается числом сочетаний из п элементов по к—1 (или А -тым коэффициентом бинома Ньютона)  [c.194]

    Например, ряд линий Рг //, связанных с переходом на уровень расщеплен на uie Tb компонент. Интервалы между этими компонентами довольно хорошо следуют закономерности 19 17 15 13 И, а интенсивности компонент относятся как 10 9 8 7 6 5. Все это с несомненностью свидетельствует, что спин ядра Рг равен 5/2, а 2/+1 =6, [c.269]

    Переход от инертного газа гелия, завершающего 1-й период, к первому члену 2-го периода требует уже принципиально другого подхода к рассмотрению атомов. Три и более электронов не могут располагаться на одной орбитали, так как это противоречит принципу Паули. Электроны начинают заселять 2-й уровень, энергетические ячейки в котором не идентичны по энергиям. Межэлектронное отталкивание расщепляет уровни энергии с одинаковым квантовым числом л=2, и это в данном периоде приводит к появлению двух состояний 2 и 2р. На эти энергетические подуровни заряд ядра действует по-разному. Электрон на 25-орбитали более явственно ощущает заряд ядра через экран, созданный двумя внутренними прочно связанны.ми 152-электронами. Расчеты, проведенные для лития, доказывают, что его энергия ионизации, равная 520 кДж/моль, соответствует эффективному заряду 2эфф=1,26. Это означает, что два внутренних электрона нейтрализуют заряд ядра меньше, чем сумма их зарядов их эффективность действия (3— —1,26=1,74) равна (1,74/2) 100—87%. Это означает, что электрон в 25-состоянии способен проникать к ядру сквозь заслон из двух 152-электронов. Подуровни 2р близко к ядру находиться не могут ведь эта волновая функция вблизи ядра обращается в нуль. Следовательно, на электрон в 2р-состоянии влияет только разница между зарядом ядра и суммой зарядов внутренних электронов. Принцип Паули и расщепление энергетических уровней позволяют понять закономерность изменения характера элементов при движении вдоль периодов. [c.200]


    Когда электрон возбуждается с уровня Ms= — /2 на уровень Ms = /2, ориентация соответствующих ядерных спинов остается неизменной, поэтому переход возможен только между уровнями с одинаковыми AIj, т. е. KMi = 0. Таким образом, возможны только два перехода, которые указаны на рис. 106 сплошными стрелками. Взаимодействие с ядрами приводит к разделению энергетических уровней, отличающемуся от зеемановского расщепления g H на величину dtz8E поэтому резонансную частоту можно выразить следующим образом  [c.241]

    Кривая СИС для одного поглощающего ядра имеет вид экспоненциально затухающей синусоиды с частотой v=lv.i—Vh , где Тл — ларморова частота, а Vh — несущая частота излучения. В случае мультиплетов суммарная кривая СИС, называемая интерферограммой, приобретает более сложный характер. Рассмотрим рис. 13-11, иллюстрирующий разницу. между обычным спектром ЯМР и спектром с фурье-преобразованием. На рис. 13-11, а приведен обычный спектр СНз1, на котором виден квартет 1 3 3 1, обусловленный расщеплением сигнала "С на трех протонах, с /=135 Гц (2,35-Т поля). Спектр СИС показан на рис. 13-11,6, где обратная / величина определяет расстояние между четко различающимися группами интерференционных биений. После фурье-преобразования временной зависимости сигнала в частотную получается спектр (рис. 13-11, в), который сходен с обычным спектром, но сигнал в нем существенно выше, а уровень шума ниже. [c.293]

    Однако спектр, приведенный на рис. 2, гораздо более усложнен, поскольку он имеет сверхтонкую структуру в диапазоне изменения магнитного поля на 20 эрстед. Это показывает, что энергетический уровень неспаренного электрона фенокси-ра-дикала возмущается локальными магнитными полями, обязанными своим возникновением ядрам водорода органического радикала. Если на неспаренный электрон влияет магнитное поле только одного отдельного ядра водорода, то вследствие кванто-ванности энергии расщепления спектр ЭПР должен расщепляться на дублет, а если электрон симметрично ориентирован по отношению к паре водородных ядер, то спектр должен дать триплет расположенных с одинаковыми интервалами линий с относительными интенсивностями 1 2 1. [c.162]

    Чем выше порядковый номер какой-либо линии главной серии, тем больше число т в выражениях (387) и тем выше исходный уровень энергии, соответствующий излучению этой линии. Тем больше также и расстояние электрона от ядра, соответствующее верхнему терму тР, тем меньше искажение куло-нова поля и тем ближе этот терм к водородному терму, тем меньше его расщепление. Поэтому, чем больше порядковый номер линии главной серии, тем меньше расстояние между её ком-попеитами по шкале волновых чисел, т. е. тем уже дублет. В случае 2-й побочной серии щелочных металлов (389) двойным является нижний уровень Р з Поэтому в этой серии ши- [c.333]

    Другая возможность, которая может привести к состояниям с более высокой энергией, появляется в том случае, когда один из 2ро-электронов превратится в 2р1с-электрон, приводя к конфигурации (1x3) (2яз) (2/ з) 2рт у. В этом случае снаружи законченных оболочек имеется один а-электрон и два эквивалентных п-электрона. Это состояние в табл. 16 представлено символом 31С (или 1с з) как следует из таблицы, ему соответствуют молекулярные термы и Третья возможность, которая должна быть рассмотрена, соответствует переходу второго 2рз-электрона на 2/ж-уровень, который приводит для молекулы СН к электронной конфигурации (18з) (28а) (2 отс) . Это означает, что снаружи законченных оболочек имеется три эквивалентных тс-электрона, и поэтому молекула должна быть в П-состоянии (табл. 16). Таким образом, рассмотрение вероятных электронных конфигураций привело к шести возможным состояниям, совпадающим с шестью состояниями, полученными путем гипотетического расщепления ядра атома азота. В четырех из шести случаев может быть одновременно установлено точное соотношение между начальным состоянием атома азота, с одной стороны, и электронной структурой и состоянием молекулы СН, с другой стороны. Это может быть изображено при помощи следующей схемы  [c.318]

    В атоме натрия 11 электронов распределяются вокруг ядра на шести энергетических уровнях (18 , 2 2р1-2р, -2р, >8 ), при этом каждый уровень имеет два электрона за исключением последнего — с одним электроном. Когда атомы натрия подходят друг к другу на близкие расстояния и образуют кристалл металлического натрия, каждый расщепленный энергетический уровень расщепляется на серию энергетических уровней, и валентные электроны обобществленных атомов, таким образом, через энергетические уровни полос переходят с одного атома на другой, даже пе преодолевая потенциал ионизации (как в случае нейтрального атома). На рис. 6,а схелштически показаны энергетические уровни атома натрия, а на рис. 6,в приведены энергетические полосы кристалла металлического натрия в сравнении с атомами натрия (рис. 6,6). [c.18]

    Число компонент сверхтонкой структуры. Сверхтонкая структура в атомных спектрах является результатом расщепления энергетических уровней атома вследствие магнитного взаимодействия между ядром и электронной оболочкой. Атомное ядро, как известно, имеет собственный момент количества движения, с которым всегда связан магнитный момент, поскольку ядро является электрически. заряженной системой, составные части которой обладают своим спином и магнитным моментом. Теория показывает, что если данный энергетический уровень характеризуется квантовым числом /, соответствующим полному моменту количества движения электронной оболочки, а атомное ядро характеризуется квантовым числом I ядерпого момента количества движения спин ядра), то число расщепленных подуровней определяется следующим образом  [c.125]

    Единственное квантовое число п, принятое для атома водорода в теории Бора, было недостаточно, так как не могла быть объяснена наблюдаемая тонкая структура и интенсивность линий в спектре водорода, а также их расщепление в магнитном поле и др. Не могли быть объяснены также закономерности спектров в атомах, содержащих более одного электрона. В настоящее время, на основании опытных данных атомной спектро--скопии, а также квантовой механики состояние электрона в атоме принято характеризовать следующими четырьмя квантовыми числами. Главное квантовое число п, характеризующее общий энергетический уровень (оболочку) целой группы состояний электрона, определяет порядковый номер уровня, считая от ядра. Для ближайшего к ядру уровня, гак называемой ЛГ-оболочки, п=1, для второго уровня -оболочки, п=2, для УИ-оболочки /г=3 и т. д. Каждая оболочка, представляющая собой группу состояний электрона и отвечающая определенному /г, делится на яодоболочки (подгруппы), которые обозначаются буквами 5, р, й, /. )нергия каждой подоболочки характеризуется побочным квантовым числом I. Согласно квантовой механике, оно может иметь значения любых целых чисел от О до ( —1). Так, например, в М-оболочке (п=3) имеются три подгруппы з, р, й, которые характеризуются соответственно побочными квантовыми числами /=0, /=1, /=2. Следовательно, общее число подоболочек в каждой оболочке равно главному квантовому числу. Третье квантовое число т, называемое магнитны м, имеет значение ряда целых чисел от —/, то - -1, включая /=0. Общее число воз-лгожных значений т равно Например, при побочном квантовом [c.13]

    При проведении экспериментов со слабым возбуждением ( 8р1п-11-скИпд ) используемый генератор обеспечивает очень низкий уровень энергии облучения, при котором происходит возбуждение одной-единст-венной линии, а соседние линии уже не затрагиваются. Воздействие слабого облучающего поля на частотах отдельных переходов ядра вызывает изменение спиновых состояний. В результате линии ядер, имеющие общий энергетический уровень с возбуждаемой линией облучаемого ядра, будут расщепляться в хорошо или плохо разрешенные дублеты. Величина расщепления в хорошо разрешенных дублетах зависит от энергии облучающего поля и пропорциональна корню квадратному из интенсивности облучаемой линии [7]. [c.392]

Рис. 106. Расщепление основного (I = 1/2) и первого возбужденного I = /2) состояний ядра Ре в магнитном поле (РвгОз) и неоднородном электрическом поле (Ре804- 7Н2О). Линии между энергетическими уровнями представляют разрешенные переходы для поглощения у-лучей кажды11 уровень характеризуется компонентой спина вдоль оси симметрии поля. Масштаб интервалов между энергетическими уровнями Рис. 106. <a href="/info/1107254">Расщепление основного</a> (I = 1/2) и первого возбужденного I = /2) <a href="/info/487290">состояний ядра</a> Ре в <a href="/info/18863">магнитном поле</a> (РвгОз) и <a href="/info/1814259">неоднородном электрическом поле</a> (Ре804- 7Н2О). <a href="/info/404201">Линии между</a> <a href="/info/463287">энергетическими уровнями</a> представляют <a href="/info/762374">разрешенные переходы</a> для поглощения у-лучей кажды11 уровень характеризуется компонентой спина вдоль оси <a href="/info/92394">симметрии поля</a>. Масштаб интервалов <a href="/info/1464713">между энергетическими</a> уровнями

Смотреть страницы где упоминается термин Расщепление уровней ядра: [c.290]    [c.403]    [c.350]    [c.77]    [c.350]    [c.258]    [c.402]    [c.404]    [c.142]    [c.151]    [c.375]    [c.403]    [c.527]   
Химия несовершенных ионных кристаллов (1975) -- [ c.233 , c.234 ]




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Вычисление магнитных моментов ядер по сверхтонкому расщеплению уровней



© 2025 chem21.info Реклама на сайте