Химия онлайн
КВАНТОВЫЕ ПЕРЕХOДЫ

КВАНТОВЫЕ ПЕРЕХOДЫ , скачкообразные изменения квантового состояния микрообъектов. Излучат. К. п. характеризуются изменением энергии системы в результате поглощения либо испускания квантов электромагн. излучения. Безызлучат. К. п. связаны с перераспределением энергии между разл. подсистемами квантовой системы (напр., подсистемами ядер и электронов молекулы), а также с переносом энергии от квантовой системы к окружению, к-рое может не рассматриваться как часть квантовой системы. При этом подразумевается, что перенос энергии не сопровождается ее выделением или поглощением в виде электромагн. излучения. Осн. характеристики К. п. - вероятность перехода, равная числу переходов в единицу времени (1 с), и время жизни квантового состояния, участвующего в переходе. Если система может претерпевать неск. К. п., как излучательных, так и безызлучательных, то полная вероятность изменения состояния системы равна сумме вероятностей К. п. разл. типов. Временем жизни k-гo состояния tК наз. средняя продолжительность пребывания системы в этом состоянии. Чем меньше время жизни данного состояния, тем больше вероятность перехода системы из этого состояния в другие. Система, в к-рой происходит К. п., заведомо находится в нестационарном состоянии и описывается с помощью временного ур-ния Шрёдингера [Шредингера] (см. Квантовая механика). В силу соотношения неопределенностей между энергией и временем квантовая система в возбужденном состоянии имеет конечную ширину энергетич. уровня Химическая энциклопедия Советская энциклопедия 361_380-11.jpg , где Химическая энциклопедия Советская энциклопедия 361_380-12.jpg -постоянная Планка, Dt - характерное время состояния. В уширение уровня вносят вклад как излучат., так и безызлучат. К. п. Если предположить, что ширина уровня DE мала по сравнению с энергией Химическая энциклопедия Советская энциклопедия 361_380-13.jpg кванта излучения (v-частота), К. п. можно наглядно интерпретировать как переход между стационарными энергетич. состояниями системы. Излучательные К. п. изучаются методами спектроскопии. Положение спектральной линии характеризует энергию перехода, а интенсивность и ширина линии - вероятность перехода. Совокупность всех параметров, определяющих взаимод. молекулы с излучением и связанных с интенсивностями спектральных линий, наз. радиац. характеристиками молекулы. В качестве радиац. характеристик используются коэффициенты Эйнштейна, сила осциллятора, вероятности переходов (см. ниже). Излучат. К. п. могут быть спонтанными и вынужденными. Спонтанное излучение (испускание) происходит независимо от внеш. воздействия на мол. систему. Вероятность спонтанного излучения, сопровождающегося испусканием квантов электромагн. энергии и переходом мол. системы с n-го энергетич. уровня на m-й, характеризуется коэффициент Эйнштейна Апm - средним числом квантов, испускаемых системой за 1 с и отнесенных к числу молекул в системе. Вероятность поглощения и вынужденного испускания зависит от плотности электромагн. излучения и характеризуется коэффициент Эйнштейна Вmn и Впт, равными соотв. числу квантов электромагн. поля, к-рое поглощается или вынужденно испускается системой в среднем в расчете на 1 молекулу за 1 с при единичной плотности излучения. Связь между коэффициент А, Втп, Вnm была получена А. Эйнштейном на основе термодинамич. рассмотрения и впоследствии строго обоснована в квантовой электродинамике. Она выражается соотношениями:
Химическая энциклопедия Советская энциклопедия 361_380-14.jpg
где gn(gт) - кратность вырождения энергетич. уровня n(m), с-скорость света. В мол. спектроскопии в качестве радиац. характеристики часто используется сила осциллятора fmn ~ vmnBmn. коэффициент Эйнштейна и силу осциллятора для мол. системы можно рассчитать, если известны волновые ф-ции исходных и конечных энергетич. состояний и оператор момента перехода Химическая энциклопедия Советская энциклопедия 361_380-15.jpg:
Химическая энциклопедия Советская энциклопедия 361_380-16.jpg
Роль оператора момента перехода Химическая энциклопедия Советская энциклопедия 361_380-17.jpg в наиб. типичных случаях играет оператор электрического дипольного момента. Излучат. К. п. классифицируют по типам квантовых состояний, между к-рыми происходит переход. Электронные К. п. обусловлены изменением электронного распределения - переходами внеш. (валентных) электронов между орбиталями (типичные энергии DEnm ~ 2,6.105 Дж/моль, частоты излучения лежат в видимой и УФ областях спектра), ионизацией внутр. электронов (для элементов с зарядом ядра Z ~ 10 DЕпт ~ 1,3.108 Дж/моль, излучение в рентгеновском диапазоне), аннигиляцией электроннопозитронных пар (DЕnm ~ 1,3.1011 Дж/моль, излучение в g - диапазоне). При переходах из возбужденных электронных состояний в основное различают флуоресценцию (оба состояния, связанные К. п., имеют одинаковую мультиплетность) и фосфоресценцию (мультиплетность возбужденного состояния отличается от мультиплетности основного) (см. Люминесценция). Колебат. К. п. связаны с внутримол. процессами, сопровождающимися перестройкой ядерной подсистемы (DEmn ~ 1.103-5.104 Дж/моль, излучение в ИК диапазоне), вращат. К. п.-с изменением вращат. состояний молекул (10-10-2 см-1 ~ 1,2.102-1,2310-1 Дж/моль, излучение в микроволновой и радиочастотной областях спектра). Как правило, в мол. системах при электронных К. п. происходит изменение колебат. состояний, поэтому соответствующие К. п. наз. электронно-колебательными. Отдельно выделяют К. п., связанные с изменением ориентации спина электрона или атомных ядер (эти переходы оказываются возможными благодаря расщеплению энергетич. уровней системы в магн. поле), изменением ориентации квадрупольного электрич. момента ядер в электрич. поле. Об использовании указанных К. п. в хим. анализе и для изучения структуры молекул см. Вращательные спектры, Колебательные спектры, Электронные спектры. Мёссбауэровская [Мессбауэровская] спектроскопия, Электронный парамагнитный резонанс, Ядерный магнитный резонанс, Ядерный квадруполъный резонанс, Рентгеновская спектроскопия, Фотоэлектронная спектроскопия. Помимо обычных одногвантовых переходов, в каждом из к-рых поглощается или испускается один квант энергии, возможны многофотонные процессы, представляющие собой либо последовательность неск. одноквантовых переходов, либо один К. п. системы между двумя квантовыми состояниями, но с излучением или поглощением неск. квантов одинаковой или разной энергии. Вероятность многоквантовых переходов быстро уменьшается с понижением интенсивности взаимодействующего с в-вом электромагн. излучения, поэтому их исследование стало возможным лишь благодаря применению лазеров. Простейший двухквантовый процесс - комбинац. рассеяние света, при к-ром частица (атом, молекула) одновременно поглощает квант энергии и испускает квант меньшей или большей энергии. При последоват. поглощении молекулой двух квантов света возможны в ряде случаев фотохим. р-ции (см. Двухквантовые реакции). Четырехквантовый переход является, напр., основой метода когерентного антистоксова рассеяния света (КАРС) (см. Комбинационного рассеяния спектроскопия). С помощью этого метода удается изучать такие состояния, переходы в к-рые запрещены при одноквантовых переходах. Приближенная трактовка излучат. К. п. как переходов между стационарными состояниями системы справедлива только в случае взаимод. квантовых систем со слабым электромагн. полем. В сильных полях само понятие "уровень энергии квантовой системы" не м. б. определено. Для сильных периодич. полей вводится концепция ква-зиэнергетич. состояний, в рамках к-рой можно описывать изменения, происходящие с системой при взаимод. с полем. Если квантовая система состоит из большого числа одинаковых подсистем, возможна синхронизация излучат. К. п. в разл. подсистемах, приводящая к возникновению когерентного излучения. Данное явление лежит в основе работы лазеров и др. квантовых генераторов излучения. В результате излучат. К. п. система может остаться существовать как единое целое (переходы между связанными состояниями) или распасться на несвязанные части (переходы из связанных состояний в несвязанные). Примерами последних служат фотодиссоциация, фотоионизация и др. фотохим. р-ции (см. Фотохимия). Безызлучательные К. п. происходят между нестационарными состояниями квантовой системы. В зависимости от того, между какими степенями свободы мол. системы осуществляется перенос энергии, возможны электронно-колебат., колебательно-колебат., колебательно-вращат. и т. п. безызлучат. К. п., а также переходы, соответствующие переносу энергии от внутримол. степеней свободы к тепловому движению. С безызлучат. К. п. обычно можно связать относительно резкое изменение к.-л. св-ва системы. Так, предиссоциация молекул, к-рая является одним из безызлучат. К. п., связана с переносом энергии от электронной подсистемы к ядерной и м. б. охарактеризована изменением межъядерного расстояния. Изменение спинового состояния квантовой системы характерно для интеркомбинац. конверсии, к-рая является одним из К. п., идущих с изменением мультиплетности состояния. Изменение момента кол-ва движения равновесной ядерной конфигурации характерно для процессов колебательно-вращат. релаксации. В твердых телах безызлучат. К. п. могут происходить из-за переноса энергии между разл. типами квазичастичных возбуждений - экситонами, фононами и т. д. Безызлучат. К. п. часто качественно характеризуют временем релаксации, равным времени, за к-рое происходит передача энергии в системе. Для атомов, молекул и т.п., находящихся в возбужденных состояниях, всегда существует конкуренция между неск. возможностями для К. п., как безызлучательных, так и излучательных. Разные типы электронных К. п. для молекулы типичного орг. соед. показаны на диаграмме (см. рис.), предложенной А. Яблоньским (1935). Широкий класс безызлучат. К. п. составляют туннельные переходы частиц. Туннельные К. п. позволяют описать р-ции в хим. и биол. системах, связанные с туннельным переносом электрона, а также расщепление энергетич. состояний в нежестких молекулах с неск. эквивалентными равновесными ядерными конфигурациями. Туннелированием
Химическая энциклопедия Советская энциклопедия 361_380-18.jpg
Квантовые переходы между электронными состояниями молекулы: основным синглетным (S0), первым возбужденным синглетным (S1) и низшим триплетным (T1). Прямыми линиями показаны поглощение (А) и излучательные переходы: Б-резонансная флуоресценция, Е-фосфоресценция. Ж-флуоресценция. Волнистые линии-безызлучательные переходы (B-колебат. релаксация, Г-внутр. конверсия, Д-интеркомбинац. конверсия).

частиц между конфигурациями ядер, отвечающими правым и левым изомерам, объясняется рацемизация оптич. изомеров. Механизмы хим. р-ции в твердых телах при низкой т-ре связаны с туннельным переносом тяжелых частиц. Правила отбора устанавливают, какие из К. п. (как излучательных, так и безызлучательных) возможны (являются разрешенными), а какие запрещены. Они исходят из наиб. общих соображений о симметрии пространства - времени и о симметрии индивидуальной мол. системы. Каждое из правил отбора связано с одним из законов сохранения. Различают строгие правила отбора, связанные, напр., с сохранением при К. п. полной энергии системы или полного момента кол-ва движения и проекции полного момента на одну из координатных осей, и приближенные правила отбора. Последние возникают в результате введения дополнительных (приближенных) законов сохранения, обусловленных наличием к.-л. малых взаимод., напр. спин-орбитального взаимодействия. В нерелятивистском приближении электронный спин системы является сохраняющейся величиной, и, как следствие, разрешенными м. б. только электронные К. п. без изменения спина. Однако в силу приближенного характера данного правила вероятность К. п. с изменением спина (интеркомбинац. конверсия) отлична от нуля и м. б. при определенных условиях достаточно велика. Для молекул типичные правила отбора связаны с изменением моментов кол-ва движения (полных электронных, полных спиновых, орбитальных электронных и других), проекций моментов кол-ва движения, с возможными изменениями типов симметрии относительно групп симметрии молекул (точечных, групп перестановок, групп симметрии нежестких молекул). Детальные сведения о правилах отбора для конкретных типов К. п. приведены в статьях о соответствующих мол. спектрах. Лит.: Берестецкий В. Б., Лифшиц Е. М., Питаевский Л. П., Квантовая электродинамика, 2 изд., М., 1980; Медведев Э. С., Оше-ров В. И., Теория безызлучательных переходов в многоатомных молекулах, М.. 1983; Гольданский В. И.. Трах тенберг Л. И., Флервв В. Н., Туннельные явления в химической физике, М., 1986. Б. И. Жимшский.

 

Полезные интернет ресурсы:

Health-News.ru Большая медицинская энциклопедия

Health-News.ru Лекарства Фармакологический справочник

Educationspb.ru рефераты справочная информация для учащихся учебники

Gendna.ru Генетика, методы генетики, медицинская генетика

Оptbazastroymat.ru Стройсловарь строительство ремонт полезные советы

YFermer.ru Фермерское хозяйство, сельское хозяйство

 

источник:  "Химическая энциклопедия", изд. "Советская энциклопедия", М., 1988


просмотров: 1263
Search All Amazon* UK* DE* FR* JP* CA* CN* IT* ES* IN* BR* MX
Search All Ebay* AU* AT* BE* CA* FR* DE* IN* IE* IT* MY* NL* PL* SG* ES* CH* UK*
Premium Electronic Contact Cleaner Spray Best Quick Drying Specialist Fix 11 Oz.

$21.99
End Date: Saturday Oct-13-2018 13:47:30 PDT
Buy It Now for only: $21.99
|
Aluminum Cleaner Brightener 128 ounces (1 Gallon)

$6.39
End Date: Tuesday Oct-23-2018 6:27:38 PDT
Buy It Now for only: $6.39
|
Magic Goo Gone Citrus Solvent 8 oz Bottle 2087 Removes Gum Grease and Tar

$41.95
End Date: Saturday Oct-20-2018 10:45:08 PDT
Buy It Now for only: $41.95
|
Star Brite 81900 Fabric Waterproofing w/ PTEF 1 Gallon Tent Boat Top Cover

$72.00
End Date: Sunday Oct-21-2018 13:38:10 PDT
Buy It Now for only: $72.00
|
Diversey SIGNATURE UHS Floor Finish 5104950 5gal Box Ultra High Speed Finsh

$28.95
End Date: Saturday Oct-20-2018 10:47:16 PDT
Buy It Now for only: $28.95
|
Starbrite Aluminum Cleaner Restorer 64 fl oz 87764 Pontoon Boat Canoe Cleaning

$6.95
End Date: Friday Oct-12-2018 17:08:09 PDT
Buy It Now for only: $6.95
|
Fine Bronze Wool Pads Rust-Resistant FInishing Grade Premium Quality 3-Pack

$19.89
End Date: Wednesday Oct-10-2018 11:34:46 PDT
Buy It Now for only: $19.89
|
Gibbs Brand Lubricant, Penetrant, Water Repellent, Fights Corrosion 12 oz Spray

$7.99
End Date: Tuesday Oct-23-2018 5:49:49 PDT
Buy It Now for only: $7.99
|
Search Results from AllSoft: новости
Search Results from «Озон» Химия
 
И. Бертини, Г. Грэй, Э. Стифель, Дж. Валентине Биологическая неорганическая химия. Структура и реакционная способность (комплект из 2 книг) Biological Inorganic Chemistry: Structure and Reactivity
Биологическая неорганическая химия. Структура и реакционная способность (комплект из 2 книг)
В учебном издании, написанном ведущими зарубежными учеными, изложены фундаментальные теоретические представления, лежащие в основе функционирования природных биологических систем, содержащих ионы металлов, а также прикладные проблемы в этой области. Бионеорганическая химия занимает междисциплинарную нишу на стыке координационной, неорганической, металлоорганической и медицинской химии, фармакологии и химии окружающей среды. В научном сообществе эта книга признана наиболее полным и фундаментальным на сегодняшний день трудом в этой области.
В русском переводе выходит в двух томах.

Для студентов старших курсов и аспирантов, а также научных...

Цена:
1949 руб

В. И. Спицын, Л. И. Мартыненко Неорганическая химия. Часть II
Неорганическая химия. Часть II
Учебник (ч. I - 1991 г.) написан в полном соответствии с вузовской программой одноименного курса. Первый раздел посвящен описательной химии металлов. Во втором разделе рассматриваются общие вопросы неорганической химии для анализа состава веществ, изучения их свойств и строения. Для студентов химических факультетов ВУЗов, преподавателей и научных сотрудников....

Цена:
254 руб

Р. С. Соколов Практические работы по химической технологии
Практические работы по химической технологии
Пособие обеспечивает практическую работу студентов на семинарских занятиях, их самостоятельную домашнюю работу над индивидуальными заданиями и выполнение лабораторного практикума. Состоит из трех разделов.
В первом разделе приводятся планы семинаров и освещается методика работы на них, во втором представлены тексты комплексных домашних заданий и указания по их выполнению, третий раздел представляет руководство по выполнению лабораторного практикума.

Предназначено для студентов химических и биолого-химических специальностей педагогических вузов....

Цена:
161 руб

А. И. Горбунов, Г. Г. Филиппов, В. И. Федин Химия
Химия
Материал изложен в соответствии с теоретическими разделами курса лекций по химии, читаемых в МГТУ им. Н.Э.Баумана студентам 1-го и 2-го курсов. Все темы рассмотрены с современной точки зрения и пояснены решениями типовых задач. В приложении представлен справочный материал, необходимый для решения задач.

Для студентов технических университетов и вузов. Может быть полезно аспирантам и преподавателям....

Цена:
329 руб

Под редакцией Л. Н. Москвина Аналитическая химия. В 3 томах. Том 2. Методы разделения веществ и гибридные методы анализа
Аналитическая химия. В 3 томах. Том 2. Методы разделения веществ и гибридные методы анализа
В трех томах учебника изложены все важнейшие разделы современной аналитической химии, включая методы идентификации и определения, методы разделения и гибридные методы анализа; в отдельный том выделены прикладные аспекты аналитической химии, объединяемые общим понятием химический анализ.
Во втором томе с позиций концепции характеристических свойств веществ проведена классификация методов разделения и концентрирования, систематически рассмотрены их физико-химические основы. Подробно изложены принципы гибридных методов анализа.

Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по химическим специальностям. Может быть полезен аспирантам, научным работникам и специалистам-аналитикам....

Цена:
1269 руб

 Органическая химия. Типовые задачи. Алгоритм решений. Учебное пособие
Органическая химия. Типовые задачи. Алгоритм решений. Учебное пособие
Учебное пособие составлено в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта 33.05.01 "Фармация". Книга состоит из трех частей и содержит рекомендации по решению типовых задач из основных разделов курса органической химии. Приведены задания различного уровня сложности и предложены основные методологические подходы для их решения. В каждый раздел введены задания для самостоятельной подготовки.
Издание предназначено студентам фармацевтических вузов и фармацевтических факультетов медицинских вузов (дневной и заочной формы обучения), рекомендовано для подготовки специалистов химического, медицинского, биологического и биотехнологического профилей, а также может представлять интерес при изучении всех специальностей и направлений подготовки, в программы которых включена дисциплина "Органическая химия".

...

Цена:
1449 руб

А. В. Гармаш, О. В. Моногарова Основы аналитической химии. Практическое руководство
Основы аналитической химии. Практическое руководство

Книга написана преподавателями химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова и служит дополнением к учебнику "Основы аналитической химии" (6-е изд., 2014 г.). Новое издание руководства существенно переработано и дополнено. В руководстве представлены практические работы по общему курсу аналитической химии. Порядок подготовки и выполнения работ обычно предваряется небольшой теоретической частью и описанием общей методики и техники эксперимента.

Для студентов классических университетов, а также химико-технологических, педагогических, сельскохозяйственных, медицинских, фармацевтических и военно-химических высших учебных заведений.

...

Цена:
889 руб

Ю. Я. Харитонов, Д. Н. Джабаров, В. Ю. Григорьева Аналитическая химия. Количественный анализ, физико-химические методы анализа. Практикум
Аналитическая химия. Количественный анализ, физико-химические методы анализа. Практикум
В учебном пособии представлены описания лабораторных работ, примеры тестов и контрольных работ по химическому количественному анализу (гравиметрия, титриметрия) и физико-химическим методам анализа (оптические, хроматографические, электрохимические методы).

Издание предназначено студентам высших учебных заведений, обучающихся по фармацевтическим, химическим и другим специальностям, предусматривающим освоение курса аналитической химии....

Цена:
849 руб

М. Х. Карапетьянц Примеры и задачи по химической термодинамике
Примеры и задачи по химической термодинамике
В настоящей книге содержится 186 примеров и 396 задач с ответами. Примеры и задачи соответствуют основным разделам химической термодинамики и связаны, главным образом, с технологией неорганических производств и химической переработки топлива. Для решения примеров и задач широко использованы приближенные вычисления, графические методы расчета и различные эмпирические и полуэмпирические закономерности.
Книга неоднократно переиздавалась в СССР; за издание 1950 г. автор был удостоен звания лауреата Сталинской премии в области науки.

Книга предназначена для студентов химико-технологических институтов и химических факультетов других вузов. Она полезна также для преподавателей вузов, работников промышленности, исследовательских институтов и проектных организаций....

Цена:
474 руб

О. Е. Саенко Химия. Технический профиль
Химия. Технический профиль
Учебник соответствует программе по химии на базе основного общего образования для профессий и специальностей начального и среднего профессионального образования технического профиля. Содержание учебника полностью соответствует имеющейся в настоящее время примерной программе по химии данного профиля.
Структура учебника и последовательность изложения в нем материала очень логичны. В первых трех главах содержатся сведения по теоретическим основам химии. Затем рассматриваются неорганические и органические соединения, основные их свойства и практическая значимость. Системный подход, доступное изложение, наличие заданий, соответствующих изложенному учебному материалу, создают условия для успешной самостоятельной деятельности обучающихся. Особое внимание уделено профильным и профессионально значимым элементам содержания, что способствует формированию профессиональных компетенций и очень важно для будущей профессиональной деятельности.
Выполнение лабораторных работ, приведенных в книге, сформирует умение применять полученные знания для объяснения разнообразных химических явлений и свойств веществ....

Цена:
112 руб

2007 Copyright © GenDNA.ru Мобильная Версия v.2015 | PeterLife и компания
Пользовательское соглашение использование материалов сайта разрешено с активной ссылкой на сайт. Партнёрская программа.
Яндекс.Метрика Яндекс цитирования