Двухатомные молекулы, точечные группы

В случае симметричных линейных молекул (точечная группа /)оой) с несколькими парами одинаковых ядер, /9 О, статистические веса симметричного и антисимметричного враи ательных уровней могут быть получены обобщением метода, применяемого для двухатомных молекул, как это было впервые сделано Плачеком и Теллером [701]. [c.29]

Хотя одной из конечных задач является точное определение всех междуатомных расстояний в многоатомной молекуле, в конкретных случаях достигается уже существенный успех, если удается качественно определить форму молекулы, т. е. расположение атомов (линейность или нелинейность молекулы и т. д.). Часто качественных особенностей спектра бывает достаточно для того, чтобы сделать такие заключения, особенно в случаях, когда молекула обладает некоторой симметрией. Весьма общим свойством является качественное различие спектров молекул, обладающих различной симметрией. Это обстоятельство гораздо существеннее при изучении многоатомных молекул, чем при изучении двухатомных молекул, так как для многоатомных молекул возможно значительно большее число типов симметрии (точечных групп), чем для двухатомных молекул, которые могут быть только двух типов — с одинаковыми ядрами или с различными ядрами. [c.11]

Можно также сказать, что для точечной группы С- , (и для точечной группы см. Ниже) тин симметрии Е соответствует типу II, однако мы не найдем аналогов типам симметрии Д, Ф,... Аналогично, для точечной группы п Св типы симметрии Е-1 и соответствуют типам симметрии И и Д линейных или двухатомных молекул. [c.127]

Правила отбора. Аналогично случаю двухатомных молекул, можно считать с хорошей степенью приближения, что правила отбора для чисто колебательного спектра и для чисто вращательного спектра остаются неизменными и при взаимодействии колебания и вращения (доказательство см. в разделе 26). Таким образом, также и для вращательно-колебательного спектра в инфракрасной области происходят только те колебательные переходы (см. табл. 55), для которых составляющая собственного момента относится к типу симметрии 1 или составляющие и Му относятся к типу симметрии П (где значок и для точечной группы Соо следует опустить), т. е. только те колебательные переходы, для которых [c.408]

В различных электронных состояниях равновесные конфигурации многоатомных молекул могут принадлежать к различным точечным группам, и поэтому среди различных электронных состояний могут быть представлены типы нескольких точечных групп. Кроме того, конечно, как и в случае двухатомных молекул, имеются различия в величине межъядерных расстояний для разных электронных состояний. [c.19]

Для этой спиновой функции можно использовать систему координат, фиксированную или в пространстве, или по отношению к молекуле. Первый способ особенно удобен, когда спин-орбитальное взаимодействие очень мало. В. этом случае на спиновую функцию не влияет ни одна из операций симметрии, допускаемых точечной группой молекулы (она полностью симметрична), и тип электронной волновой функции такой же, как и тип орбитальной функции. В двухатомных молекулах это соответствует случаю Ъ связи по Гунду, в котором мультиплетные уровни с данным N имеют одинаковые свойства симметрии. [c.22]

В случаях атомов, двухатомных молекул, а также линейных многоатомных молекул влияние электронного спина на уровни энергии легче понять с помощью векторной модели, без применения теории групп. Но векторная модель неприменима в случае молекул, принадлежащих к точечным группам с симметрией конечного порядка, т. е. в случае нелинейных молекул (а также атомов в кристалле). Причина состоит в том, что число типов симметрии здесь не бесконечно (и часто очень мало), и поэтому отсутствует однозначное соответствие между различными значениями S и типами симметрии, которое имеется в случае атомов, двухатомных и линейных многоатомных молекул. Вследствие этого необходимо установить типы симметрии спиновых функций при различных значениях S для всех основных точечных групп. Теперь это легко сделать, так как известны типы для точечной группы надо только установить, на какие типы распадаются типы группы при переходе к точечным группам более низкой симметрии. Результат приведен в табл. 56 приложения И. [c.24]

Корреляция между точечной группой объединенного атома и точечной группой очевидно, та Hie, что и для двухатомных молекул, была впер- [c.277]

Как для атомов и двухатомных молекул далее мы будем использовать более краткую терминологию будем называть электрон, находящийся на орбитали X, а -электроном, причем будем использовать строчные буквы для обозначения типов симметрии орбитали, а прописные буквы для обозначения типа результирующего электронного состояния. Если, например, взять а -электрон и Яг-электрон в молекуле с симметрией точечной группы С гу, то, так как А1 X А2 = А2, при рассмотрении только орбитального движения можно получить лишь одно состояние типа А 2- Поскольку, однако, спины двух электронов могут быть либо параллельными, либо антипараллельными, т. е. 5 = 1 или 5 = О, то будут получаться два состояния различной мультиплетности 2 и 2. Если, например, взять два неэквивалентных е-элект-рона в случае молекулы с симметрией точечной группы (7з , то, так как ЕхЕ = А1+А2 + Е (табл. 57), получатся следующие состояния [c.338]

Несимметричные молекулы (точечная группа ( сс ). Для определения молекулярных электронных состояний на основе электронных состояний разъединенных атомов или групп атомов в случае несимметричных линейных молекул можно использовать векгорную модель. Как и в случае двухатомных молекул, возможные значения квантового числа Л получаются алгебраическим сложением соответствуюнщх компонент орбитальных [c.283]

Следует отметить, что не обязательно все неприводимые представления точечной группы встречаются в качестве типов орбиталей. Так, атомные орбитали будут встречаться лишь следующих типов %, р , dg, Eg, Электронные состояния атомов принадлежат g- или и-тииу в зависимости от того, четна или нечетна S а, следовательно, для отдельных электронов — четно или нечетно Ц. На этом основании индексы g ж и обычно опускаются. Как следствие (табл. 58 приложения IV) для двухатомных или линейных многоатомных молекул (точечные группы v и Dxh) не встречается орбиталей, принадлежащих неприводимому представлению типа 2 , в силу чего для о-электронов верхний индекс плюс обычно опускается. Для остальных точечных групп могут встретиться орбитали всех типов, соответствующих всем неприводимым представлениям, хотя некоторые тины орбиталей и могут появиться только при довольно больших значениях числа I соответствующей атомной орбитали. Например, самое низкое значение I, для которого появляются орбитали типа 2 точечной группы Та, равно 6 (в табл. 58 это значение не включено) аналогично орбитали тина 02g точечной группы О,, появляются впервые тол1.ко при I == 6, а орбитали типа fliu — только при / = 9. [c.301]

Если линейная молекула принадлежит к точечной группе Dooh, т- е. имеет центр симметрии (как, например, молекула С Н ), то, помимо свойств симметрии по отношению к инверсии, появляются свойства симметрии по отношению к перестановке одинаковых ядер—собственная функция может быть симметричной или антисимметричной. Полная собственная функция < системы (без учета собственной функции спина ядра) остается неизменно или меняет свой знак при одновременной перестановке всех ядер, расположенных по одну сторону от центра, с ядрами, расположенными по другую сторону. Мы называем соответствующие вращательные уровни симметричными или антисимметричными. Ниже будет показано, что точно так же, как и в случае двухатомных молекул, имеющих одинаковые атомы, либо положительные вращательные уровни являются симметричными, а отрицательные—-антисимметричными, либо отрицательные уровни являются симметричными, а положительные—-антисимметричными. Первая возможность осуществляется для симметричных электронных состояний (состояний при отсутствии колебаний для этого случая на фиг. 4 указана симметрия буквами в скобках. [c.27]

Если молекула принадлежит к точечной группе оол. т. е. имеет центр симметрии, то чередующиеся вращательные уровни имеют различные статистические веса, как и в случае двухатомной молекулы, имеющей одинаковые ядра. При равенстве спинов всех ядер нулю (исключение возможно лишь для одного ядра, находящегося в центре симметрии) антисимметричные вращательные уровни отсутствуют вовсе, т. е. для электронных состояний отсутствуют нечетные вращательные уровни ). Это имеет место в случае молекул С0.2 и С3О2, так как они являются линейными и симметричными (точечная группа Ооо/с)- Если одна или несколько пар ядер, не находящихся в центре, имеют спин 1 рО, то присутствуют все вращательные уровни, однако четные и нечетные уровни будут обладать различными статистическими весами. Если имеется только одна пара одинаковых ядер со спином 1 0 (только этот случай до сих пор и изучался экспериментально), то легко видеть, что так же как и в случае двухатомных молекул (Молекулярные спектры I, гл. 1И, 2), отношения статистических весов симметричных и антисимметричных вращательных уровней будет равно (/-(-1)// или //(/- -/), в зависимости от того, подчиняются ли ядра статистике Бозе или статистике Ферми. Можно [c.28]

В случае линейных молекул с центром симметрии (принадлежащих к точечной группе >00 л, как, например, молекулы СО и С Н ) положительные вращательные уровни являются симметричными, отрицательные — антисимметричными по отношению к одновременной перестановке всех пар одинаковых ядер. Это имеет место для всех колебательных уровней, являющихся симметричными по отношению к инверсии (типы симметрии И, П , g,...) обратное соотношение имеет место для всех колебательных уровней, антисимметричных по отнопюнию к инверсии (типы симметрии П , Д ,. ..). На фиг. 99, б" показано несколько примеров. Все эти соотношения аналогичны соотношениям для различных электронных состояний двухатомных молекул их доказательство совершенно аналогично приведенному в книге Молекулярные спектры I, гл. V, 2, если рассматриваемые там электронные собственные функции заменить колебательными собственными функциями.. Для двухатомных молекул колебательные собственные функции всегда полносимметричны в данном случае предполагается, что электронная собственная функция является полносимметричной. Последнее утверждение практически всегда справедливо для электронного основного состояния, но не всегда справедливо для возбужденных электронных состояний, для которых поэтому нужно применять другие правила. [c.400]

Следует заметить, что во всех этих примерах имеется только конечное, обычно небольшое число типов. Это число увеличивается с увеличением числа элементов симметрии, но только в случае осей бесконечного порядка, т. е. у линейных молекул, имеется бесконечное число типов, которые идентичны с типами двухатомных молекул. Например, для точечной группы Сооу имеются два невырожденных типа S и S и бесконечное число вырожденных типов П, А, Ф,. . ., соответствующих значениям Л == 1, 2, 3,. .. электронного орбитального момента количества движения относительно оси симметрии. [c.18]

Построение из индивидуальных атомов. Для изучения вопроса, какие молекулярные электронные состояния нелинейной молекулы возникают ИЗ данных состояиий разъединенных атомов, необходимо использовать тот же путь, что и в случае двухатомных молекул. Другими словами, следуя Котани [689 сначала необходимо определить возможные состояния каждого набора атомов, эквивалентных с точки зрения точечной группы всей молекулы, а затем объединить результаты, полученные для всех наборов, и найти возможные состояния всей молекулы. [c.290]

При образовании нелинейной молекулы Х г (точечная группа Сг,) из X и 2 необходимо рассматривать два атома совместно, как двухатомную молекулу, а затем полученные неприводимые представления точечной группы JJ h разложить на иредставления группы Сг и > памятуя о том, что ось второго порядка группы Сги перпендикулярна оси С , группы 7>оо/(. В качестве примера рассмотрим случай, когда атомы находятся в состоянии, а атом X — в зр -состоянии, как это имеет место при образовании молекулы НзО (или нелинейной формы молекулы СНг) из атомов в их основных состояниях. Два атома , согласно правилам Вигнера — Витмера,. дают состояния 2 , и молекулы г, которые при разложении по неприводимым представлениям С гв, согласно табл. 59, дают состояния и 4 2- Рд-Состояние атома X дает при раз.пожении (табл. 58) - - -г Комбинируя состояния молекулы г и атома X (т. е. образуя прямое произведение представлений), получим [c.290]

Движения отдельных электронов в многоатомной молекуле, так же как в атомах и двухатомных молекулах, можно рассматривать в первом, очень грубом приближении как независимые. Другими словами, можно рассматривать движение каждого электрона отдельно в поле ядер и усредненном поле остальных электронов. В квантовой механике движение электрона с индексом i характеризуется волновой функцией о)) , которая существенно отлична от нуля только вблизи ядер и которая обращается в нуль на бесконечности. Следуя Малликену [888], такие одноэлектронные функции называют орбиталями ). Для атомов с одним электроном эти орбитали аналогичны волновым функциям атома водорода и водородонодобных ионов. Для атомов с несколькими электронами они являются несколько более сложными функциями, атомными орбиталями, причем их свойства симметрии те же, что и у волновых функций одноэлектронных атомов. В зависимости от значения квантового числа орбитального момента количества движения I = = О, 1, 2,. .. они обозначаются как s-, p-, d-,. .. орбитали. Для двухатомных молекул получаются молекулярные орбитали, которые в зависимости от значения Я, = О, 1, 2,. . . — компоненты орбитального момента вдоль межъядерной оси (см. [22], гл. VI, разд. 3) — обозначаются соответственно как 0-, Л-, 6-,. .. орбитали. Орбитали для линейной многоатомной молекулы будут совершенно такими же. Если есть центр симметрии (точечная группа l)ooh)i то орбитали могут быть только либо симметричными, либо антисимметричными относительно этого центра, т. е. будут орбитали oTg, о а, Vig, Лц,. ... Качественно форма этих орбиталей может быть иллюстрирована графически (см. [22], стр. 326, фиг. 155 русский перевод, стр. 237, фиг. 137). [c.300]

Очевидно, что для нелинейной конфигурации ядер волновая функция (орбиталь), зависящая от координат одного электрона, должна иметь свойства симметрии, соответствующие одному из неприводимых представлений точечной группы симметрии конфигурации ядер ). Это следует из таких же соображений, что и приведенные в гл. 1, разд. 1, для полной многоэлектронной волновой функции. Если есть несколько электронов, то они рассматриваются так, как если бы кан<дый электрон двигался в объединенном поле ядер и других электронов. В общем поле не имеет в каждый момент полной симметрии точечной группы ядерной конфигурации, однако если подходящим образом усреднить поле других электронов, то полученное поле будет обладать симметрией этой точечной группы. Вообще говоря, это подходящим образом усредненное поле представляет собой хорошее приближение к тому же полезно помнить, что только при этом допущении орбитали можно классифицировать подобно электронным состояниям. Для симво.тов, обозначающих тип орбитали, далее будут использоваться строчные буквы, соответствующие прописным буквам, используемым для обозначения непосредственно самих неприводимых представлений, подобно тому, как это было сделано для атомов и двухатомных молекул. [c.301]

В таблицы включены лишь молекулы, спектры которых исследованы в газовой фазе. Для молекул, имеющих только непрерывные спектры поглощения, в общем случае не приводится детальный перечень электронных состояний, а даются лишь ссылки на одну или две последние работы. То же самое относится и к нескольким другим молекулам, сведения о которых весьма ограничены. Во всех остальных случаях в таблицах систематизированы все известные электронные состояния молекул (обозначенные, как указано в вводной части гл. V), за исключением самых высоких ридберговских состояний, для которых приведены сериальные формулы. Для каждого состояния в таблицу включены следующие данные точечная группа симметрии, энергия возбуждения То, отсчитываемая от нижнего состояния (а не значение Те, как в томе I для двухатомных молекул),частоты колебаний Vj, вращательные постоянные А о, Во, Со и геометрические параметры (межатомные расстояния и углы). В тех случаях, когда это было возможным, для трех- и четырехатомных молекул дополнительно приведена электронная конфигурация, соответствующая каждому состоянию. И наконец, таблицы содержат сведения о наблюдаемых электронных переходах и областях длин волн, в которых они расположены, а также ссылки на соответствующие литературные источники. При обозначении электронных переходов (в соответствии с правилами, принятыми на основании международного соглашения) верхнее состояние всегда записывается первым вне зависимости от того, наблюдается ли данный переход Б поглощении (<—) или в испускании (— ). [c.593]

Группу 0 2) можно рассматривать как предельный случай точечной группы Сп при п— 00. Поэтому ее иногда обозначают через Соо Физический интерес представляют группа Соо = Соо х о" (группа симметрии двухатомной молекулы с различными ядрами) и группа 1>оол = Соо X г (группа симметрии двухатомной молекулы с одинаковыми ядрами). Стационарные состояния и энергетические урощи таких молекул классифицируются по неприводимым представлениям этих групп. Характеры неприводимых представлений этих групп могут быть получены тем же способом, что и характеры неприводимых представлений грутш С р и С /, (см. главу VI). [c.124]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...