Потенциальная энергия молекул с инверсионным удвоением

Инверсионное удвоение в NH, и аналогичных молекулах. Единственным примером инверсионного удвоения, хорошо изученным как экспериментально, так и теоретически, является молекула NHj. Если предположить, что она имеет форму пирамиды, то двум эквивалентным положениям атома N по отношению к плоскости Н соответствуют две обращенные конфигурации. На фиг. 72,а приведена зависимость потенциальной энергии от расстояния между атомом N и плоскостью Нд. Для начала рассмотрим одномерное движение частицы в потенциальном поле, заданном этой кривой. Предположим, что горизонтальные пунктирные линии дают положение уровней энергии, которые получились бы при двух независимых (одинаковых) минимумах, не связанных между собой потенциальным горбом (пунктирные кривые). Ввиду резонансного взаимодействия, обусловленного наличием возмущения, т. е. отклонения истинной потенциальной кривой от кривой, изображенной пунктиром, каждый из вырожденных уровней расщепляется на два уровня. Они показаны на фиг. 72 сплошными горизонтальными линиями. С увеличением v расщепление быстро растет. [c.240]

Инверсионное удвоение. Как мы видели раньше (см. стр. 239) все колебательные уровни энергии неплоских молекул удвоены вследствие наличия двух потенциальных минимумов, соответствующих инверсии. Собственная функция одного из подуровней при отражении в точке начала остается неизменной, собственная функция другого подуровня меняет свой знак. Если учесть отмеченное выше поведение дипольного момента и поляризуемости по отношению к отражению в точке начала, то сразу же становится ясным (так как при таком отражении М должно менять знак, а л должно оставаться неизменными), что в инфракрасном спектре могут комбинировать друг с другом только подуровни с противоположной симметрией (- - ч— —), тогда как в комбинационном спектре могут комбинировать только подуровни с одинаковой симметрией ( --ч—— --) Разумеется, что в том [c.278]

Все неплоские молекулы как содержащие, так и не содержащие одинаковые атомы имеют два одинаковых потенциальных минимума, соответствующих двум положениям равновесия ядер. Одно из них получается из другого путем инверсии всех ядер в центре тяжести. Эти конфигурации не могут быть преобразованы друг в друга простыми вращениями всей молекулы как целого. Их уровни энергии всегда находятся в точном резонансе. Ввиду этого имеет место туннельный эффект и расщепление на два, обычно очень близких, уровня энергии. На стр. 39 мы назвали такое расщепление инверсионным удвоением. В частности, для пирамидальной молекулы XY3 или аксиальной молекулы ZXY3 конфигурация, получаемая путем инверсии, не может быть получена с помощью вращения (в этом легко убедиться, нумеруя атомы Y как Y( ), Y< ), Y< > и выполняя инверсию). Разумеется, в упомянутых случаях конфигурацию, полученную путем инверсии, в действительности нельзя oi-личить от исходной ввиду тождественности атомов. Ее будет возможным отличить лишь, если атомы Y на самом деле не одинаковы. Это — случай оптических изомеров, простейшим примером которых являются изомеры неплоской молекулы WXYZ. Однако во всех случаях каждый колебательный уровень, полученный, исходя из одного потенциального минимума, является дважды вырожденным и в более высоких приближениях расщепляется. Для плоских и линейных молекул инверсию всегда можно заменить вращением молекулы как целого, и, следовательно, вырождение колебательных уровней и инверсионное удвоение отсутствуют (см. также стр. 39). [c.239]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...