Електронні терми двоатомних молекул - внесок електронів у загальний енергетичний спектр молекул, що складаються із двох атомів. Електронні терми розраховуються при фіксованому положенні ядер атомів і є функціями віддалі між цими ядрами. Терми двоатомних молекул мають особливу класифікацію завдяки симетрії, що виділяє їх в особливий підклас електронних молекулярних термів.
Двоатомна молекула має одну вісь симетрії і площини симетрії, що проходять через цю вісь. Якщо атоми в її складі однакові, то існує додаткова перпендикулярна до осі обертання площина симетрії, що проходить через середину відрізка, який сполучає ядра атомів.
Відсутність сферичної симетрії означає, що повний орбітальний момент не є квантовим числом для двоатомної молекули, проте таким квантовим числом є проєкція орбітального моменту на вісь симетрії. Величину проєкції орбітального моменту на вісь симетрії заведено позначати літерою . Відповідні терми теж позначаються великими грецькими літерами:
- — -терм
- — -терм
- — -терм
Електронні терми характеризуються також повним спіном S усіх електронів. Кожен такий терм має виродження 2S+1, яке називають мультиплетністю терму. При позначеннях термів мультиплетність ставиться верхнім лівим індексом, наприклад терм має , .
Існування площин симетрії, що проходять через вісь обертання означає виродженість електронних термів із . При відображенні в такій площині напрям орбітального моменту змінюється на протилежний, оскільки орбітальний момент є аксіальним вектором. Тому стани з різними знаками проєкції орбітального моменту на вісь обертання мають однакову енергію. Щодо -термів, в яких , то вони зовсім не змінюються при відображенні в площині симетрії, тому є невиродженими. Однак, хвильова функція цих станів може міняти знак при відображенні. Якщо при відображенні в площині симетрії знак хвильової функції не міняється, то такий терм позначається , якщо знак змінюється на протилежний, то терм позначається .
Терми молекул із однакових атомів класифікуються також за парністю - поведінкою хвильової функції при одночасній зміні координат всіх атомів на протилежні. Терми, хвильові функції яких не міняють знак при такій заміні називаються парними і позначаються індексом g. Терми, хвильові фукнції яких змінюють знак на протилежний, називаються непарними і позначаються індексом u. Тому для симетричних двоатомних молекул терми мають позначення на зразок та .
Основний стан
Основний стан двоатомної молекули як правило має найвищу симетрію - електронна хвильова функція інваріантна щодо всіх операцій симетрії і повний спін усіх електронів дорівнює нулю. Тобто, основним станом більшості двоатомних молекул є терм . Однак є винятки, найвідомішими з яких є молекули кисню та монооксиду азоту.
- O2 має основний терм
- NO має основний терм
.
Див. також
Джерела
- Ландау Л.Д., Лившиц Е.М. (1974). Теоретическая физика. т. ІІІ. Квантовая механика. Нерелятивистская теория. Москва: Наука.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Elektronni termi dvoatomnih molekul vnesok elektroniv u zagalnij energetichnij spektr molekul sho skladayutsya iz dvoh atomiv Elektronni termi rozrahovuyutsya pri fiksovanomu polozhenni yader atomiv i ye funkciyami viddali mizh cimi yadrami Termi dvoatomnih molekul mayut osoblivu klasifikaciyu zavdyaki simetriyi sho vidilyaye yih v osoblivij pidklas elektronnih molekulyarnih termiv Dvoatomna molekula maye odnu vis simetriyi i ploshini simetriyi sho prohodyat cherez cyu vis Yaksho atomi v yiyi skladi odnakovi to isnuye dodatkova perpendikulyarna do osi obertannya ploshina simetriyi sho prohodit cherez seredinu vidrizka yakij spoluchaye yadra atomiv Vidsutnist sferichnoyi simetriyi oznachaye sho povnij orbitalnij moment ne ye kvantovim chislom dlya dvoatomnoyi molekuli prote takim kvantovim chislom ye proyekciya orbitalnogo momentu na vis simetriyi Velichinu proyekciyi orbitalnogo momentu na vis simetriyi zavedeno poznachati literoyu L 0 1 2 displaystyle Lambda 0 1 2 ldots Vidpovidni termi tezh poznachayutsya velikimi greckimi literami L 0 displaystyle Lambda 0 S displaystyle Sigma term L 1 displaystyle Lambda 1 P displaystyle Pi term L 2 displaystyle Lambda 2 D displaystyle Delta term Elektronni termi harakterizuyutsya takozh povnim spinom S usih elektroniv Kozhen takij term maye virodzhennya 2S 1 yake nazivayut multipletnistyu termu Pri poznachennyah termiv multipletnist stavitsya verhnim livim indeksom napriklad term 2 P displaystyle 2 Pi maye L 1 displaystyle Lambda 1 S 1 displaystyle S 1 Isnuvannya ploshin simetriyi sho prohodyat cherez vis obertannya oznachaye virodzhenist elektronnih termiv iz L 0 displaystyle Lambda neq 0 Pri vidobrazhenni v takij ploshini napryam orbitalnogo momentu zminyuyetsya na protilezhnij oskilki orbitalnij moment ye aksialnim vektorom Tomu stani z riznimi znakami proyekciyi orbitalnogo momentu na vis obertannya mayut odnakovu energiyu Shodo S displaystyle Sigma termiv v yakih L 0 displaystyle Lambda 0 to voni zovsim ne zminyuyutsya pri vidobrazhenni v ploshini simetriyi tomu ye nevirodzhenimi Odnak hvilova funkciya cih staniv mozhe minyati znak pri vidobrazhenni Yaksho pri vidobrazhenni v ploshini simetriyi znak hvilovoyi funkciyi ne minyayetsya to takij term poznachayetsya S displaystyle Sigma yaksho znak zminyuyetsya na protilezhnij to term poznachayetsya S displaystyle Sigma Termi molekul iz odnakovih atomiv klasifikuyutsya takozh za parnistyu povedinkoyu hvilovoyi funkciyi pri odnochasnij zmini koordinat vsih atomiv na protilezhni Termi hvilovi funkciyi yakih ne minyayut znak pri takij zamini nazivayutsya parnimi i poznachayutsya indeksom g Termi hvilovi fuknciyi yakih zminyuyut znak na protilezhnij nazivayutsya neparnimi i poznachayutsya indeksom u Tomu dlya simetrichnih dvoatomnih molekul termi mayut poznachennya na zrazok 2 P g displaystyle 2 Pi g ta 2 P u displaystyle 2 Pi u Osnovnij stanOsnovnij stan dvoatomnoyi molekuli yak pravilo maye najvishu simetriyu elektronna hvilova funkciya invariantna shodo vsih operacij simetriyi i povnij spin usih elektroniv dorivnyuye nulyu Tobto osnovnim stanom bilshosti dvoatomnih molekul ye term 1 S displaystyle 1 Sigma Odnak ye vinyatki najvidomishimi z yakih ye molekuli kisnyu ta monooksidu azotu O2 maye osnovnij term 3 S g displaystyle 3 Sigma g NO maye osnovnij term 2 P displaystyle 2 Pi Div takozhElektronni termi atomivDzherelaLandau L D Livshic E M 1974 Teoreticheskaya fizika t III Kvantovaya mehanika Nerelyativistskaya teoriya Moskva Nauka