Cтраница 3
Уровни характеризуют энергию электрона, добавляемого к состоянию, содержащему - 1, 0 и 1 электрон, начиная снизу. Таким образом, заряд иона золота равен О, - 1 и - 2, когда соответственные состояния заполнены электронами. Когда наинизшее состояние свободно, заряд иона золота равен 1, так что золото в германии проявляется в четырех состояниях. [31]
Это, естественно, означает, что одна из двух изображенных на рисунке возможностей более вероятна, чем другая, но все же электроны достаточно подвижны, чтобы и та, и другая обладали какой-то конечной амплитудой. У другого стационарного состояния амплитуды другие ( скажем, У1 / и - V VS), но оно лежит при более высокой энергии. Есть только одно наинизшее состояние, а не два, как можно было бы подумать, пользуясь наивной теорией закрепленных химических связей. [32]
Так что на самом деле имеются два возможных состояния с энергией Е0 - А. В состоянии наименьшей энергии оба электрона будут в наинизшем состоянии с противоположными спинами. Энергия лишней связи в молекуле этилена поэтому равна 2 ( Е0 - Л), если пренебречь взаимодействием между двумя электронами. [33]
Интересно, что три группы исследователей или предсказывали [23, 24], или принимали в качестве теоретически доказанного [25], что наинизшим состоянием метилена является 3Бг и что для этого состояния на кривой зависимости энергии от валентного угла имеется очень неглубокий минимум. Используя полуэмпирический метод, Джордан и Лонге-Хиггинс [26] также пришли к выводу, что наинизшим состоянием является триплетное. [34]
Далее, магнитные моменты как орбитальный, так и спиновый по направлению противоположны соответствующим механическим моментам, потому что заряд электрона отрицателен. J, ( Из вышеприведенного списка термов, соответствующих конфигурациям эквивалентных электронов, можно заметить, что ( пр) ъ дает те же термы, что и ( ггр); это значит, что замкнутная оболочка минус один электрон дает термы, подобные термам той же оболочки, но содержащей только один электрон. В термах, возникающих от этих почти завершенных оболочек, порядок состояний обратный, и наинизшим состоянием является состояние с наивысшим значением J. Например, галоиды с конфигурацией ( пр ь имеют 3А /, своим основным состоянием. [35]
В качестве таких диполей можно рассмотреть два осциллятора, находящихся на большом расстоянии друг от друга. Величина дипольного момента определяется амплитудой колебаний. Это обстоятельство приводит к тому, что взаимодействие диполей осцилляторов не лрекращается, даже если они находятся в наинизшем состоянии. [36]
Непосредственный результат работы Лондона оказался довольно неожиданным даже для самого автора: она привела к созданию феноменологического описания гелия, которое, несмотря на свой сомнительный физический смысл, оказалось исключительно полезным в качестве рабочей гипотезы. По его предположению, при охлаждении жидкого гелия ниже температуры Х - перехода начинается конденсация атомов в состояние с нулевым импульсом. Никакого выделения новой фазы не происходит, поскольку процесс конденсации затрагивает только скорости атомов и никак не связан с положением в пространстве атомов, находящихся в наинизшем состоянии. Не II рассматривается как смесь двух полностью взаимопроникающих жидкостей, которые обладают различными теплосодержаниями, но состоят из одних и тех же частиц - атомов гелия. [37]
Разность частот между наинизшим и первым возбужденным состоянием молекулы кислорода является, вероятно, самой малой для всех двухатомных молекул и составляет 7881 см - однако и в этом случае влияние первого возбужденного состояния на величину суммы состояний почти незаметно до температур несколько ниже 2000 К. Таким образом, очевидно, что при обычных условиях можно пренебречь влиянием всех электронных состояний двухатомных молекул, расположенных выше основного уровня Почти все устойчивые молекулы, за исключением молекул кислорода, серы ( S2) и окиси азота, о которых речь будет итти позже, обладают основным - состоянием. Наинизшие состояния таких молекул являются синглетными, и величина Qe электронной суммы состояний для них равна единице. Для большинства устойчивых двухатомных молекул положение в отношении электронных составляющих является, следовательно, несложным. Как только что отмечалось, несколько устойчивых молекул, а также некоторые радикалы, например GN и ОН, не имеют в качестве основного состояния - состояния. По этой причине их необходимо рассматривать отдельно, что и будет сделано в дальнейшем. [38]
Волновыми функциями гармонического осциллятора являются произведения полиномов ( зависящих от смещения) Эр-мита и гауссовых функций. Некоторые из этих функций приведены в табл. 11; там же указаны их наиболее важные свойства. Графическое изображение нескольких функций дано на рис. ГЛ. В наинизшем состоянии полином Эрмита тождественно равен единице, поэтому волновая функция представляет собой коло-колообразную гауссову кривую с максимумом в положении равновесия. Так как волновая функция характеризует распределение координат частицы, то, следовательно, в основном состоянии частица концентрируется вблизи положения равновесия, но обладает как кинетической, так и потенциальной энергией благодаря форме волновой функции и наличию потенциала. Следующая функция опять имеет максимум в центре, но вместе с тем также значительную величину в областях с более высоким потенциалом. При дальнейшем возбуждении осциллятора главные максимумы распределения вероятности оказываются преимущественно на краях распределения, где при классическом рассмотрении находятся точки поворота. Это согласуется с классическим результатом, поскольку в точках поворота кинетическая энергия и, следовательно, скорость наименьшие, а вероятность нахождения частицы наибольшая. [39]
Эти результаты поразительно сходны с результатами более сложных машинных расчетов. Найденная энергия возбуждения для состояния 1А t является промежуточной между значением Фостера и Бойза и значением Педжета и Крауса. Выводы о геометрии наинизших состояний также сходны, поскольку более тщательные расчеты предсказывают, что для триплетного состояния минимум будет очень неглубоким. Пожалуй, наибольшее различие заключается в том, что оба расчета методом МО предсказывают довольно резкое повышение энергии по мере приближения триплетного состояния к линейной конфигурации. [40]
Одночастичная оболочечная модель ядра слишком неточна, чтобы надежно оценить эту величину, однако она дает правильный порядок величины & R / R для ядер с нечетным числом протонов [9]; она также дает некоторые обоснования экспериментально наблюдаемому факту уменьшения величины ядерного множителя для тяжелых ядер с нечетным числом нейтронов. Для деформированных ядер коллективная модель [14], вероятно, более адекватна. Для тех деформированных ядер, в которых два наинизших состояния в ротационной полосе являются мессбауэровски-ми, эта модель предсказывает очень маленькую положительную величину & R / R, связанную с центробежным растяжением. [41]
Это соотношение и объясняет тот факт, что при малых массовых числах наиболее устойчивы изотопы с Z N А / 2 ( как, например, g2C или 4N) - У устойчивых тяжелых ядер число нейтронов N всегда несколько превышает Z, чтобы скомпенсировать действием ядерных сил электростатическое рассталкивание протонов. Из (1.3.3) и (1.3.4) также вытекает, что наиболее устойчивыми будут четно-четные ядра, что и определяет существование большого числа стабильных изотопов с четным Z, о чем говорилось ранее. При отклонении заряда ядра или массового числа от области стабильности энергия связи уменьшается и становится отрицательной, вследствие чего атомное ядро теряет устойчивость и оказывается способным к самопроизвольному превращению в ядра с другими А и Z. Отметим, что формула (1.3.3) относится к энергии связи основного, наинизшего состояния ядра. Возбужденные же состояния ядра, как и возбужденные состояния электронов в атомных оболочках, неустойчивы сами по себе и подвержены спонтанному распаду в основное состояние с испусканием одного или нескольких гамма-квантов. Однако, поскольку энергия связи нуклонов в ядре при возбуждении существенно уменьшается, то возбужденное ядро может также превратиться в другое ядро путем испускания каких-либо частиц. [42]
Pi / Pz равно 1 ( мы совершаем при этом ошибку не более чем в два раза) и что все молекулы при температуре опытов по исследованию поглощения находятся на наинизшем колебательном уровне. Значения Аг1, полученные из кривых, соответствующих различным толщинам поглощающего газа, несколько уменьшаются с увеличением толщины поглощающего слоя; этот эффект, вероятно, связан с тем, что разрешающая сила прибора, примененного при этих измерениях, была недостаточно велика. Для определения величины А21 была проведена примерная экстраполяция к нулевой толщине поглощающего слоя. Из этих значений Azl вычислены значения характеристических времен излучения, предполагая, что единственно возможным переходом всегда является переход в наинизшее состояние ( Tl / 2i) - Полученные таким образом значения весьма неточны и могут служить только для указания порядка времен излучения; они не могут быть уточнены ввиду различных приближений, сделанных при вычислениях, и недостаточной разрешающей силы прибора. [43]
Таким образом, хотя представление о невзаимодействующих электронах дает довольно плохое количественное согласие с опытом, оно оказывается весьма полезным как самое первое приближение, учитывающее качественно основные особенности атома. Будем считать, что состояния электрона в любом атоме описываются теми же волновыми функциями, что и в атоме водорода, но с заменой заряда ядра е на Ze. Это значит, что система электронов атома обладает одночастичными состояниями, задаваемыми числами / /, mh ms, и проблема состоит лишь в том, чтобы найти числа заполнения этих состояний. Если бы энергии одночастичных состояний были различны, то, согласно принципу Паули, в основном состоянии атома числа заполнения наинизших состояний были бы равны 1, а остальных - нулю. [44]
При этом были использованы атомные орбиты слейтеровского типа и разработан метод исследования влияния небольших вариаций в функциях. Было учтено также влияние ls - электронов углерода. Двух - и трехцентровые интегралы были вычислены с помощью вычислительной машины и автоматически сгруппированы по ортонорми-ровашшм функциям. В табл. 1 приведены результаты, вычисленные для равновесных конфигураций трех наинизших состояний метилена. [45]