Энергетические состояния многоатомных молекул

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СОСТОЯНИЯ МНОГОАТОМНЫХ МОЛЕКУЛ [c.86]

Если учесть, что многочисленные колебательные состояния содержат свои наборы вращательных состояний (кроме того, молекула может иметь еще много электронных состояний), то становится ясным, что общая система энергетических состояний многоатомных молекул чрезвычайно сложна. Правда, правила отбора несколько упрощают картину спектра, но она остается все же очень сложной. [c.89]

В разделе I Введение в теорию молекулярных спектров рассматриваются энергетические состояния молекул и переходы между ними, которые дают все многообразие спектров, позволяющих получать обширную информацию о строении молекул. Для простоты понимания все это делается сначала на базе двухатомных молекул, а затем переносится на многоатомные. [c.3]

Определение волновых функций многоатомной молекулы еще более сложная проблема, чем для случая двухатомной молекулы. Поэтому, чтобы приближенно описать систему энергетических состояний, связанных с ядерной составляющей полной энергии молекулы, приходится прибегать к представлениям классической механики, которые позволяют упростить задачу и найти методику практических расчетов колебательных и вращательных состояний, если нет сильного взаимодействия между фе, и ,. [c.86]

У многоатомных молекул энергетический спектр сложен, поскольку число наборов колебательных и вращательных уровней достаточно велико каждому электронному состоянию соответствует ЗА/ — 6 (или ЗЛ/ — 5) колебательных уровней, а каждому колебательному уровню 3 (или 2) вращательных уровня. Реальные энергетические уровни молекул характеризуются размытостью по ширине, связанной с рядом физических явлений [42] естественным уширением линий (объясняемое принципом неопределенности Гейзенберга энергия уровня АЕ и время Ат, в течение которого система находится на данном уровне, связаны соотношением А -Ат--Ь), уширением из-за столкновений молекул (особенно важно при высоких давлениях), уширением из-за эффекта Допплера (особенно интенсивное при высоких температурах и малых давлениях, что связано с учетом изменения частоты света, поглощаемого или испускаемого молекулой, движущейся со скоростью v в [c.229]

Молекулу многоатомного газа удобно моделировать следую-и им образом [16, 2]. Молекула представляет собой механическую систему, которая отличается от точечной массы тем, что имеет набор внутренних состояний, которые обозначаются индексом /, принимающим целочисленные значения (можно рассматривать и непрерывное множество внутренних состояний). В простейших случаях (здесь будут рассматриваться только такие) эти состояния отличаются друг от друга тем, что молекула, кроме кинетической энергии, обладает внутренней энергией, принимающей различные значения Ej в различных состояниях. Столкновение между двумя молекулами наряду с изменением скоростей может изменить внутренние состояния молекул, и, следовательно, внутренняя энергия входит в энергетический баланс. [c.80]

При обобщении результатов Гайтлера и Лондона на многоатомные молекулы является существенным представление об образовании валентных связей, отвечающих парному обмену электронов с анти-параллельными спинами по направлениям совместимым с симметрией системы. Такие связи описываются волновой функцией, дающей локальные синглетные состояния. В отличие от метода МО, оперирующего (при развертывании детерминанта) с членами Xi (l)Xi (2) (i = l, 2), которые учитывают ионные структуры, в методе BG такие члены отсутствуют (слг. (262), (263)). Эти члены, очевидно, соответствуют предельному разделению зарядов, когда оба участвующих в образовании валентной связи электрона локализуются вблизи одного и того же ядра. Метод МО неприменим при больших межъядер-ных расстояниях, ибо он предсказывает вместо диссоциации молекулы на нейтральные атомы образование ионов, т. е. процесс, сопряженный с большими энергетическими затратами. [c.137]

Для большинства многоатомных молекул связь электронного спина с молекулярным остовом слаба и схема энергетических уровней достаточно хорошо описывается с использованием базиса функций для случая Гунда (б). В этом случае система энергетических уровней подобна системе синглетного состояния, за исключением того, что каждый уровень имеет мультиплетность 2S1 (или, если N[c.292]

Как и в случае двухатомных молекул, поведение электронов и ядер в многоатомной системе, связанной силами электрического взаимодействия в единое целое, определяется теми же законами квантовой механики. Стационарным энергетическим состояниям Ее, Ег, и Ег многоатомной молекулы соответствуют свои волновые функции )е, 1з и г 3г, причем распределение электронной плотности пропорционально г13е , а ядерная плотность (вероятность обнаружить ядро в том или ином элементе объема) пропорциональна [c.86]

Почти все электронные переходы в многоатомных молекулах дают спектры в видимой и ультрафиолетовой областях и лишь очень немногие — в инфракрасной области. И yчeниe этих спектров позволяет получать информацию о различных электронных состояниях, их вращательных и колеба-тельш>1х энергетических уровнях. Инфс рмация о вращательных и колебательных уровнях основных электронных С1)Стояний стабильных молекул в большинстве случаев получается легче и с большей точностью при исследовании инфракрасных, микроволновых и рамановских спектров. Значение из(учения электронных спектров стабильных молекул состоит в том, что они содержат информацию об электронной структуре этих молекул, геометрической структуре в возбужденных электронн1.(х состояниях и об ионизационных потенциалах, энергии диссоциации и т. д. Но для химически нестабильных молекул (свободных радикалов), для которых инфракрасные и комбинационные спектры получаются нелегко, изучение электронных спектров в настоящее время является единственным ) источником информации о вращательных и колебательных энергетических уровнях основного состояния и, следовательно, о геометрической структуре молекулы в этом состоянии. [c.9]

Секвенции. В случае двухатомной молекулы система полос может рассматриваться как совокупность секвенций сАу= 0, 1,+2,. .., которые в таблице Делайдра располагаются по диагонали и но параллельным ей линиям. Эти секвенции представляют собой очень характерные группы полос, если частоты колебаний в верхнем и нижнем состояниях не сильно отличаются друг от друга и если в начальном состоянии возбуждено несколько колебательных уровней. Такие же секвенции имеются и в системе полос многоатомной молекулы, только теперь каждая секвенция может отличаться от другой значением нескольких параметров — Avi = v[ — у"), А г, Ауз,. . . . Как и прежде, мы рассмотрим только случай, когда имеются два нормальных колебания. Для каждого значения Ai i могут наблюдаться все возможные значения Av2, и для каждой данной пары значений Ai j, Ауо квантовые числа Vx и Vz также принимают различные значения. Так, при A i = 0, Avz О, что соответствует главной диагонали сунертаблицы Деландра (фиг. 51), для каждого значения имеется одна секвенция по V2-На диаграмме энергетических уровней (фиг. 53) эти переходы показаны сплошными вертикальными линиями. Аналогично несколько секвенций образуется при Ai7i = +1, Av2 О или Ai i — 1, Луо =0 (наклонные штриховые линии на фиг. 53) и при Ai i О, Ai 2 = +1 или Av = О, Av2 = —1 (вертикальный пунктир на фиг. 53), а также и для других значений А 1 1, .V2. [c.147]

Многоатомные молекулы точно так же, как и двухатомные, дают непрерывные спектры поглощения и испускания. Почти все наблюдавшиеся непрерывные спектры обусловлены процессами диссоциации, и только очень небольшая часть этих спектров соответствует процессам ионизации, которые в настоящей главе не рассматриваются. Однако интерпретировать непрерывные спектры многоатомных молекул гораздо труднее, чем в случае двухатомных молекул, из-за наличия в каждом электронном состоянии нескольких диссоциационных пределов, соответствующих различным продуктам диссоциации. Поэтому только в относительно небольшом числе случаев имеется такая же детальная и однозначная интерпретация наблюдаемых непрерывных спектров многоатомных молекул, как для многих непрерывных спектров двухатомных молекул. Другая причина этой неопределенности состоит в том, что для многоатомных молекул возможности предиссоциации гораздо более многочисленны (разд. 3) и что часто предиссоциация, т. е. диффузность, может быть так велика, что получающийся спектр не легко отличить от действительно непрерывного спектра, соответствующего непрерывной области энергетических уровней. [c.460]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...