Тақырып 3. Молекулалар симметриясы Молекулалардың электірлік қасиеттері.
Молекуланың симметриясы молекулярлы спектроскопияда негізгі роль атқарады, молекланың энергетикалық деңгейлерін топтастыруға мүмкіндік береді, ішкі энергияны молекулалардың ауысу ықтималдылығын есептеуін жүргізуді жеңілдетеді.
Молекуланың симметриясы бірнеше операциядан тұрады: электронның координат мен спиндерін ауыстыру; молекуланың масса центрі арқылы өтетін симметрия осі маңында барлық бөлшектер спині мен координаттарының кез-келген айналуы; кеңістікте молекуланың кез-келген трансляциясы; уақыттың қайтарымына эквивалентті барлық бұрыштық және сызықтық моменттер таңбасының қайтарымы; масса центрінде барлық бөлшектер координаттарының бір кезде инверсиясы. Бұл операцияның әрбір жиынтығы жеке топты құрайды гамильтонианның симметриясының әрбір тобы осы барлық топтардың тура көбейтіндісі болып табылады. Нақты бір есепті шешкенде жоғарыдағы топтың барлығы бірдей қолданбайды.
Молекуланың құрылысы жайындағы классикалық көзқарастар бойынша симмметрия ядроның тепе-теңдік конфигурацисы үшін қарастырылады. Мысалы сызықты СО2 молекуласы оның осінің маңында кез-келген бұрылуда және С атомы арқылы өтетін және осы оське перпендикуляр жазықтықта шағылысқан кезде өз-өзіне келе алады. СН4 молекуласы дұрыс тетраэдр симмметриясына ие болады.
Электр өрісіндегі кез-келген заттың өзін ұстауы оның электрлік сипаттамасымен анықталады. Молекула-тұрақты диполь моменті және поляризациясы бар. Диполь моменті молекуладағы оң және теріс зарядтардың ауырлық центрінің сәйкес келмеуімен анықталады, симметрия центрі бар H2 молекуласының тұрақты диполь моменті жоқ, ал HCl молекуласында электрондар Cl атомына қарай ығысқан және диполь моменті 1,03 D тең. Поляризацияланушылық кез-келген молекуланың электр өрісінің әсерінен электрон бұлтының ығысуымен сипатталады, нәтижесінде молекулада индукциялық дипольдік момент пайда болады.
Тақырып 4. Молекулалардың магниттік шағы мен магнитке ыңғайлық
Молекула және көптеген химиялық қосылыстардың макромолекулалары диамагнитті. Көптеген органикалық қосылыстардың молекуласы жеке байланыстардың қосынды мәндерімен (c) көрсетілуі мүмкін, онда (c) аддитивтілігі, поляризациялану аддитивтілігіне қарағанда нашар байқалады. Тұрақты магнит моменті бар молекулалар парамагнитті. Сыртқы электрон бұлтында жұп емес электроны бар NO молекуласы парамагнитті. Парамагнитті заттардың магниттік ыңғайлылығы температураға байланысты, себебі, жылулық қозғалыс магнит өрісінде магниттік моменттердің ориентациясына кедергі келтіреді. Элементтің атом ядросында массалық сан тақ болса ядролық спинді парамагниттікке ие болады.
Зондық модель. Бұл модель бойынша кристалдық тордың барлық атомдарының орбитальдары энергетикалық деңгейлері жақын молекулярлық орбитальдар түзеді. Көптеген деңгейлердің жиынтығы электрондар орналасқан зона деп аталады. Олардың ең жоғарғысы – валенттік зона, одан кейінгісі - өткізгіш зона деп аталады. Энергетикалық зоналар моделі металдардың, жартылай өткізгіштердің және өткізгіш емес заттардың (диэлектриктердің) электрлік қасиеттерін жақсы түсіндіреді. Металдар: валенттік зона мен өткізгіштік зона қабысып жатады, сондықтан валенттік электрондар өткізгіштік зонасына оңай өтеді. Мұндай металдардың электрөткізгіштігі өте жоғары болады. Жартылай өткізгіштер: валенттік зона мен өткізгіштік зона арасындағы энергетикалық айырмашылық (рұқсаты жоқ зона) үлкен емес. Сол себептен сырттан энергия берілсе (электр, жылу және жарық энергиясы) электрондар валенттік зонадан өткізгіштік зонаға өтеді, соның нәтижесінде жартылай өткізгіште электрөткізгіштік қасиет пайда болады. Диэлектриктер (изоляторлар): валенттік зона мен өткізгіштік зона арасындағы энергетикалық айырмашылық өте үлкен. Сол себептен электрондардың валенттік зонадан өткізгіштік зонаға өтуі мүмкін емес. Мұндай заттарда электрөткізгіштік қасиет болмайды.
Достарыңызбен бөлісу: |