Электронные уровни - энергия
Cтраница 4
Атомы бора и галогенов ( с основным состоянием 2Р), по-видимому, не зафиксированы методом ЭПР. Поскольку эти атомы меньше, чем атомы щелочных металлов, отсутствие сигналов ЭПР нельзя объяснить тем, что они слишком велики, чтобы занять стабильное положение в матрице. Более вероятно, что под влиянием матричного окружения происходит снятие орбитального вырождения и, следовательно, разделение и уширение электронных уровней энергии ( см. гл. [46]
Детальное изучение строения вещества показывает, что подавляющую долю энергии тела составляет ядерная энергия ( энергия ядер атомов, образующих молекулы вещества), которая в тепловых и химических процессах остается неизменной. Именно эта часть энергии входит в уравнение (16.2) в качестве постоянной величины. Меньшая часть полной энергии тела является суммой кинетической энергии хаотического движения молекул / потенциальной энергии их взаимодействия, колебательной энергии атомов, образующих молекулы, и энергии электронов, заполняющих электронные уровни энергии атомов. В понятие внутренней энергии включаются именно эти виды энергий атомов и молекул вещества. Выше не была отмечена химическая энергия - энергия связи атомов, образующих молекулы. При обычных тепловых явлениях эта энергия остается неизменной и ее можно отнести к постоянной составляющей общей энергии тела. При рассмотрении же химических реакций энергию связи атомов следует, конечно, отнести к внутренней энергии тела. [47]
Строение молекул значительно сложнее, чем строение атомов, поэтому естественно ожидать, что молекулярные спектры сложнее, чем атомные. Чтобы понять происхождение и структуру молекулярных спектров, нужно выяснить, какие внутренние движения могут возникать в молекуле при поглощении ею избыточной энергии. При возбуждении атомов дополнительная энергия идет на изменение движения электронов. Точно так же молекулы имеют набор электронных уровней энергии. [48]
Строение молекул значительно сложнее, чем строение атомов, поэтому естественно ожидать, что молекулярные спектры сложнее, чем атомные. Чтобы понять происхождение и структуру молекулярных спектров, нужно выяснить, какие внутренние движения могут возникать в молекуле при поглощении ею избыточной энергии. При возбуждении атомов дополнительная энергия идет на изменение движения электронов. Точно так же молекулы имеют набор электронных уровней энергии. Эти уровни связаны с переходом внешних электронов на более далекие от ядер орбиты при возбуждении электронов. По своей природе они не отличаются от энергетических уровней атомов. [49]
 |
Зависимость энергии атомных орбиталей от порядкового номера элемента. [50] |
Третий переходный ряд начинается с лантана - 57-го по порядку элемента с электронной конфигурацией атома... Так как / - электроны впервые появляются в четвертой оболочке, 4 / - подуровень до этих пор оставался не занятым. В электронной структуре / - элементов наблюдается отставание на два подуровня. Такой неожиданный порядок заполнения электронных состояний объясняется расщеплением электронных уровней энергии по мере того, как в атоме накапливается все больше электронов. [51]
Третий переходный ряд начинается с лантана - 57-го по порядку элемента с электрон - ной конфигурацией атома... Так как / - электроны впервые появляются в четвертой оболочке, 4 / - подуровеньдоэтих пор оставался не занятым. В электронной структуре / - элементов наблюдается отставание на два подуровня. Такой неожиданный порядок заполнения электронных состояний объясняется расщеплением электронных уровней энергии по мере того, как в атоме накапливается все больше электронов. [52]
 |
Зависимость энергии атомных орбиталей от порядкового номера элемента. [53] |
Третий переходный ряд начинается с лантана - 57-го по порядку элемента с электронной конфигурацией атома... Gs Sd1; церий, следующий после лантана, - первый из 14 элементов, в которых заполняется / - подуровень. Так как / - электроны впервые появляются в четвертой оболочке, 4 / - подуровень до этих пор оставался не занятым. В электронной структуре / - элементов наблюдается отставание на два подуровня. Такой неожиданный порядок заполнения электронных состояний объясняется расщеплением электронных уровней энергии по мере того, как в атоме накапливается все больше электронов. [54]
Именно такая процедура применена в описанной выше модели релаксационных ЭКП. Молекула - акцептор электрона, получив электрон, оказывается в неравновесной конформации, медленно превращающейся в равновесную. Поэтому для туннельного эффекта требуется не совпадение электронных уровней восстановленных донора и акцептора в их равновесных конформациях, но наличие надлежащим образом расположенного виртуального электронного уровня акцептора в окисленной конформации. Так как туннельный эффект связан с условиями резонанса электронных уровней энергии, он подвержен влиянию мембранного потенциала. Следовательно, возможен регулятор-ный процесс, состоящий в том, что мембранный потенциал, создаваемый активным транспортом ионов, зависит от скорости переноса электронов, которая, в свою очередь, регулируется мембранным потенциалом. [55]
Происходит расщепление как электронных уровней атомов и молекул, так и вращательных уровней молекул, обладающих дипольным электрическим моментом. Величина расщепления электронных уровней энергии в сильных полях ( порядка десятков и сотен тысяч вольт па сантиметр) достигает десятитысячных и тысячных долей электрон-вольта. Для вращательных уровней энергии в применяемых электрических полях порядка тысяч вольт на сантиметр величина расщепления составляет миллионные доли электрон-вольта. В видимой и ультрафиолетовой областях спектра наблюдается расщепление спектральных линий атомов в электрическом поле, соответствующее расщеплению электронных уровней энергии, которое носит название эффекта Штарка. Расщепление вращательных уровней дипольных молекул в электрическом поле может изучаться непосредственно радиоспектроскопическим методом электрического резонанса. [56]
 |
Уровни энергии как функции Ф ( схематично для. а - одномерного кольца, б - неодномерного кольца. [57] |
Существование таких токов до недавнего времени встречалось с некоторым скептицизмом. Этот скептицизм основывался на ошибочном предположении о том, что рассеяние на примесях разрушает фазовую когерентность, или на требовании перехода к термодинамическому пределу. Они заметили, что условие (4.4) похоже на граничное условие, которому удовлетворяет блоховская функция в периодическом потенциале на границах элементарной ячейки размера L. Поэтому отождествление ( р с kL устанавливает взаимнооднозначное соответствие между этими двумя задачами. Действительно, условие (4.4) может быть тогда понято, как условие того, что электрон, двигаясь вдоль кольца, чувствует каждый раз один и тот же потенциал, что эффективно эквивалентно периодическому случаю, при этом вся окружность кольца играет роль элементарной ячейки. Электронные уровни энергии кольца как функции Ф похожи на уровни для одномерных блоховских электронов. [58]
Варьируя значения параметров модели, можно сблизить, например, спектральное ее отображение с экспериментом и тем самым найти значения искомых параметров. На этом пути, однако, и подстерегает опасный подводный камень. Чтобы понять, в чем опасность, представим себе, что была выбрана модель молекулы, в которой все ядра атомов находятся в определенных фиксированных положениях. Выберем эти положения такими, какие получаются в результате эксперимента по дифракции электронов на молекулах. Решим теперь с любой степенью строгости математическую задачу о движении всех электронов молекулы в поле неподвижных положительно заряженных ядер. В результате получим значения электронных уровней энергии и, при желании, вероятностей переходов между ними, т.е. теоретический электронный спектр ( он обычно наблюдается в видимой и ультрафиолетовой областях), который можно сопоставить с экспериментом. Совпадут ли такие два спектра. [59]
Именно такая процедура применена в описанной выше релаксационной модели. Молекула, получив электрон, оказывается в неравновесной конформации, медленно релаксирующей к равновесию. Для туннельного эффекта требуется поэтому не совпадение электронных уровней восстановленных донора и акцептора, но наличие надлежащим образом расположенного виртуального электронного уровня акцептора в окислительной конформации. Энергия, выделившаяся при туннелировании, диссипирует, но энергия, медленно выделяемая при конформацпопной релаксации, может быть конвертирована в энергию макроэрга. Будучи связан с условиями резонанса электронных уровней энергии, туннельный эффект подвержен влиянию мембранного потенциала. Следовательно, возможен регуляторный процесс - мембранный потенциал, создаваемый активным транспортом ионов, зависит от скорости переноса электронов, в свою очередь регулируемой мембранным потенциалом. [60]
Страницы: 1 2 3 4