Энергетические уровни молекулы

Определить (эрг) величину первых десяти различных вращательных энергетических уровней молекулы водорода как жесткого ротатора и указать вырождение каждого из них. [c.90]

Каково отношение поступательного энергетического уровня молекулы водорода в задаче 1 к энергетическому уровню молекулы водорода при тех лее [c.90]

Каково отношение вращательного энергетического уровня молекулы водорода в задаче 2 к вращательному уровню, соответствующему той же величине j молекулы H—D, если каждую молекулу считать жесткой и межатомные расстояния принять одинаковыми [c.90]

Для того чтобы вычислить сумму состояний, нужно иметь сведения, относящиеся к энергетическим уровням молекул в системе. Данные по термическим энергетическим уровням вращения и колебания могут быть получены из рамановских, инфракрасных и ультрафиолетовых спектров. Ультрафиолетовый спектр и спектр рентгеновских лучей дают сведения об электронных энергетических уровнях. Так как спектроскопическое определение энергетических уровней исключительно точно, то предпочитают эти данные. Для некоторых классов соединений, в частности углеводородов, такие данные используют для вычисления термодинамических функций в известных температурных пределах. [c.114]

Рис. 39.1. Схема энергетических уровней молекулы, поясняющая образование сложного спектра испускания при монохроматическом возбуждении.

Правило зеркальной симметрии требует выполнения двух закономерностей зеркальной симметрии частот поглощения и флуоресценции, а также зеркальной симметрии интенсивностей поглощения и флуоресценции в соответственных частях спектра. Зеркальная симметрия частот вытекает из положения спектров. Появление тех или иных частот в спектрах поглощения или флуоресценции определяется структурой системы энергетических уровней молекулы в нормальном и возбужденном состояниях. Симметрия соответствующих частот предъявляет к структуре этих уровней особые требования. [c.253]

Рнс. 89. Часть схемы энергетических уровней молекулы СЫ с переходами, приводящими к появлению фиолетовой системы полос [c.244]

Для измерения температуры часто используют фиолетовые полосы СМ X 388,3/387,2 и 421,6/419,7 нм, которые появляются в спектрах многих источников света, содержащих углерод, например в спектре угольной дуги (рис. 88). На рис. 89 приведена часть схемы энергетических уровней молекулы СМ, показаны колебательные переходы, соответствующие отдельным полосам фиолетовой системы и написаны длины волн кантов полос. [c.245]

Полосатые молекулярные спектры поглощения и излучения возникают при переходах между дискретными уровнями молекул. В точной постановке задача определения энергетических уровней молекулы не имеет решения и для учета взаимного влияния движения электронов и ядер, связи спиновых моментов с орбитальными и т. д. приходится опираться на приближенные методы, использующие характерные особенности внутримолекулярных взаимодействий. Вследствие заметной разницы в массах скорость движения электронов в молекулах велика по сравнению со скоростью движения ядер и стало быть электроны и ядра вносят неодинаковый вклад в полную энергию молекулы. При этом оказалось возможным отделить проблему определения энергии, связанной с движением электронов в поле ядер, от энергии собственно ядерного движения и учесть методами последовательных приближений взаимное влияние электронной (характеризующейся относительно большой частотой переходов) и ядерной (характеризующейся относительно малой частотой переходов) подсистем в молекуле. [c.849]

Рис. 34.9. Схема энергетических уровней молекул N2 и Oj [1]. Отсчет энергии ведется от основных состояний t,=o) и СО2 (00°0). Показаны селективное возбуждение уровня 00° 1 молекулы СО2 путем передачи энергии с колебательного уровня ц = 1 молекулы N2 и лазерные переходы между уровнями СО2

Описанные выше собственные колебания молекулы СО2 используются в газовом лазере на углекислом газе. Упрощенная схема энергетических уровней молекул СОа и азота Na, входящих в состав газовой смеси лазера, приведена на рис. 8.4. Электронный поток газового разряда возбуждает с большой эффективностью колебания, соответствующие наинизшему уровню молекул азота Еу. Частота этих колебаний близка к частоте соа антисимметричных колебаний молекулы Oj. В результате неупругого столкновения молекул Na и СОа происходит возбуждение антисимметричного колебания СОа и молекула переходит на энергетический уровень а- Этот уровень метастабилен. С него возможны переходы на более низкий возбужденный уровень симметричного колебания 3 и второй возбужденный уровень деформационного колебания 4. Уровни 3 и 4 близки, между ними в результате неупругого взаимодействия молекул существует сильная связь. Деформационные колебания молекулы СО легко передают свою [c.293]

Рис. 8.4. Упрощенная схема энергетических уровней молекул СОд и N2.

При поглощении или испускании электромагнитных волн газом изменение энергетического уровня молекулы может осуществляться различными путями. Одним из них является изменение электронного, колебательного или вращательного состояний молекулы. При этом энергетические переходы у одноатомных газов обусловлены изменением только электронных состояний и сопровождаются высокочастотным излучением. Как показывает опыт, симметричные молекулы двух атомных газов О2, N2, Н2 не могут заметно поглощать и испускать энергию путем изменения колебательно-вращательных состояний. Практически одно-и двухатомные газы при низких и умеренных температурах не излучают и не поглощают энергию и в этих условиях могут считаться прозрачными (О = 0). Однако при температуре, превышающей 5000 — 8000 К, эти газы начинают заметно излучать и поглощать энергию. Это связано с возможностью электронных переходов при высоких температурах, явлением ионизации, а также образованием несимметричных молекул вследствие диссоциации. Например, диссоциация симметричных молекул О2 и N2 приводит к образованию несимметричных молекул. [c.130]

Отличительными особенностями инфракрасного излучения, определившими в конечном итоге его применение, являются 1) совпадение энергии квантов инфракрасного излучения с энергией переходов между энергетическими уровнями молекул и свободных электронов в веществе именно инфракрасная область спектра заключает в себе огромный объем информации о состоянии вещества на молекулярном уровне 2) в инфракрасной области спектра сосредоточено тепловое излучение тел с температурами от 4 до 3000 К. [c.378]

В свою очередь, каждая из групп может быть подразделена на более мелкие подгруппы. Например, в газовых ОКГ могут быть использованы энергетические уровни молекул, атомов или ионов. В связи с этим газовые лазеры подразделяются на молекулярные, атомарные и ионные. [c.17]

Рис. 28. Диаграмма энергетических уровней молекулы СО

Что касается электронных переходов в молекулах, то они аналогичны переходам в атомах, но в количественном отнощении являются более сложными благодаря тому, что структура молекулы сложнее простейшей атомной системы. Колебательные и вращательные энергетические уровни молекулы так же, как и электронные уровни, являются дискретными (квантованными). Вследствие этого общее число энергетических уровней и число возможных переходов между ними для молекул существенно больше, чем у атомов. Часто линии молекулярных спектров расположены весьма близко друг к другу, и их число довольно велико, благодаря чему они сли- [c.25]

Лучистая энергия испускается и поглощается телами не непрерывно, а отдельными дискретными порциями — квантами энергии. Частота излучения связана с положением энергетических уровней молекул или атомов соотношением Бора. [c.7]

Энергетические уровни молекул [c.89]

Эти лазеры используют переходы между энергетическими уровнями молекулы. В зависимости от типа участвующего в генерации перехода молекулярные лазеры можно разделить на [c.359]

На рис. 6.14 приведены схемы энергетических уровней основных электронных состояний молекул СО2 и N2. Поскольку N2 — двухатомная молекула, она имеет лишь одну колебательную моду на рисунке показаны два нижних уровня (и = 0, v= )-Структура энергетических уровней молекулы СО2 более сложная, поскольку эта молекула является трехатомной. Здесь мы имеем три невырожденные колебательные моды (рис. 6.15), а именно 1) симметричную валентную моду, 2) деформационную моду и 3) асимметричную валентную моду. Поэтому колебания молекулы описываются тремя квантовыми числами П], П2 и пз, которые определяют число квантов в каждой колебательной моде. Таким образом, соответствующий уровень обозначается этими тремя квантовыми числами, записываемыми [c.361]

На рис. 6.24 показана схема соответствующих энергетических уровней молекулы N2. Генерация происходит на так называемой второй положительной системе полос, т. е. на переходе из состояния С Пи (будем далее называть его С-состоянием) в состояние (В-состояние) Предполагается, что возбужде- [c.379]

Рис. 6.24. Энергетические уровни молекулы N2. Ради простоты для каждого электронного состояния показан лишь самый нижний колебательный уровень

Поглощение (или испускание) излучения газами обусловлено изменениями электронных, колебательных и вращательных энергетических уровней молекул. При переходе между электронными уровнями возникают спектральные линии в видимой части спектра и в области более коротких волн (т. е. в ультрафиолетовой части спектра) при переходе между колебательными уровнями — в инфракрасной области при переходе между вращательными уровнями — в дальней инфракрасной области. При соответствующих значениях частоты изменения колебательных и вращательных уровней оказываются взаимосвязанными и переход происходит одновременно. Поскольку энергия колебательных уровней больше, чем вращательных, результирующий спектр состоит из близко расположенных спектральных линий внутри узкого интервала длин волн этот спектр называется колебательно-вращательной полосой. Поэтому описание характеристик поглощения газа в зависимости от длины волны весьма сложно. Рассмотрим, например, пучок монохроматического излучения интенсивностью /у, проходящий в слое газа в направлении Q. Если рассеяние излучения молекулами газа пренебрежимо мало [c.104]

Рассмотрим теплопроводность смеси газов НС1—D 1 [Л. 36]. В такой смеси часть столкновений молекул является столкновениями молекул НС1 и D 1 друг с другом, при которых имеет место обмен квантом вращательной энергии. Так как расстояние между вращательными энергетическими уровнями молекулы D I в 2 раза меньше расстояний между уровнями H I, то обмен энергией невозможен, по крайней мере, для отдельных соударений молекул разного сорта. [c.119]

Газовые лазеры прежде всего подразделяются на молекулярные, атомарные и ионные в зависимости от того, какие энергетические уровни молекул, атомов или ионов используются в лазере. [c.16]

ГРУПП ДЛЯ КЛАССИФИКАЦИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УРОВНЕЙ МОЛЕКУЛ [c.66]

ГД6 Р АА ) вв )(со... (NN ) является операцией перестановок ядер-ных спинов. Из этого соотношения мы видим, что операция точечной группы i является истинной операцией симметрии не только вибронного гамильтониана, как все остальные операции симметрии точечной группы,— она является операцией симметрии ровибронного гамильтониана (см. задачу 11.1). Операция i не является истинной операций симметрии полного гамильтониана из-за наличия в нем членов взаимодействия, содержащих ядерные спипы, однако такие члены обычно очень малы. Операция точечной группы i отличается от операции Е и не дает классификацию уровней по четности. Классификация энергетических уровней молекул по индексам gnu является приближенной и теряет смысл при учете взаимодействий, зависящих от ядерных спинов ). [c.306]

Рис. 12.8. Инверсионные энергетические уровни молекулы NH3.

Динамический эффект Штарка проявляется в виде уширения контура линии поглощения и уменьшения значения коэффициента поглощения за счет смещения энергетических уровней молекул под действием поля светового импульса. Характерная интенсивность проявления эффекта Штарка [22] [c.19]

Рис. 33.35. Часть энергетических уровней молекулы H N и соответствующие лазерные переходы в дальней инфракрасной области > спектра [5].

Рис. 33.36. Схема энергетических уровней молекулы Ha fO [5]. (Показана большая часть наблюдавшихся лазерных переходов (длины волн указаны в см ). Уровни идентифицированы по квантовым числам 7Св Кс Уровни классов симметрии ++ и -)--изображены сплошными, а классов —

Рис. 6.30, Иллюстрация модели свободных электронов, объясняющей структуру электронных энергетических уровней молекулы красителя. (Согласно Фёрстерлипгу п Куну [43],)

Рис. 3.19. Схема энергетических уровней молекулы HgF, поясняющая процессы, описываемые системой уравнений (3.26)—

В гл. 6 объяснялось использование группы ППИЯ для определения ядерных спиновых статистических весов уровней. С равным успехом можно определять статистические веса энергетических уровней молекул, пользуясь группой МС. Для этого следует лишь объединить ровиброниое состояние Ф е типа симметрии Trve группы МС с ядерпым спиновым состоянием, имеющим симметрию Гп5 в группе МС, и выяснить, содержит ли их [c.254]

Итак, мы показали, что энергетические уровни молекул можно классифицировать по типам точной симметрии, базисной симметрии и приближенной симметрии, а также по точным и приближенным квантовым числам. Наиболее полезными символами для классификации уровней являются Г (или четность), F, Frve, /, /, S, N, колебательные квантовые числа Vt и вращательные квантовые числа К, ( /) для симметричного волчка, Ка, Кс ДЛЯ асимметричного волчка и R для сферического волчка. Для определенных целей можно использовать также базисные типы симметрии Гг, Fv, Ге, Frv и Fve группы МС. Эти типы симметрии могут быть использованы для выявления смешивания уровней различными возмущениями и при определении правил отбора для электрических дипольных переходов. Среди наиболее важных правил отбора для возмущений особое место занимают правила, согласно которым ангармонические возмущения связывают уровни одинакового типа Fv, центробежное искажение и кориолисово взаимодействие связывают уровни одинакового типа Frv, а вибронное взаимодействие связывает состояния одинакового типа симметрии Fve. Получены также правила отбора по колебательным и вращательным квантовым числам. Выведены правила отбора для электрических дипольных переходов по колебательным, вращательным и электронным квантовым числам и по типам симметрии переходы, не подчиняющиеся этим правилам отбора, называются запрещен [c.362]

Нежесткой называют молекулу, поверхность потенциальной энергии Fn которой в данном электронном состоянии имеет более одного возможного минимума. В результате молекула может переходить из одной формы в другую, и если время перехода достаточно коротко, то можно экспериментально наблюдать расщепления или сдвиги уровней, вызываемые этим переходом (туннелированием). Как мы видели в гл. 9, порядок группы МС нежесткой молекулы обычно выше, чем порядок точечной группы отдельных форм. Чтобы использовать эту группу для классификации энергетических уровней молекулы по симметрии, следует сначала определить подходящий набор молекулярных координат, найти гамильтониан нулевого порядка в этих координатах и дать классификацию собственных функций гамильтониана нулевого порядка по типам симметрии группы МС, которая и будет искомой классификацией. [c.380]

Рис. 33.37. Схема энергетических уровней молекулы Н2 0 и соответствующие лазерные переходы [5]. Обоз-1 начення см. на рис. 33.36.

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...