Физика-2 курсы бойынша 2006-2007 оқу жылына арналған тірек конспектілері
жүктеу/скачать 6,81 Mb.
|
| Молекула энергиясы. Молекула - кванттық жүйе; ол электрондардың молекуладағы қозғалысын, молекуладағы атомдардың тербелісін, молекуланың айналуын ескеретін Шредингер теңдеуімен сипатталады. Гайтлер мен Лондон (1927 ж.) сутегі молекуласының негізгі күйін кванттық-механикалық есептеуді көрсете білді. Олар екі протоннан (сутегі атомының ядролары) және екі электроннан тұратын жүйе үшін Шредингер теңдеуін шеше алды. Олар энергияның меншікті мәндері ядролардың ара қашықтығына байланысты екенін көрсете білді, сонымен бірге ол байланыстың электрондардың спиндерінің бағыттары параллель немесе антипараллель болған жағдайларда тіпті әр түрлі болатынын байқады. Молекуланың құрылуы спиндері антипараллель атомдар жақындасқанда ғана мүмкін екендігін дәлелдеді.
Негізінде молекуланың энергиялық қорының өзгеруі, атомдағы сияқты, молекуланың шеткі электрондар конфигурациясының өзгеруіне байланысты. Бірақ, молекуланың ядролары берілген электрондық конфигурацияда әр түрлі тербелуі және массаның жалпы центрінің төңірегінде әр түрлі айналысқа ұшырауы мүмкін. Қозғалыстың осындай түрлерімен тербелістік және айналу энергияларының қорлары байланысты, оларды энергиялық жалпы баланс жасағанда ескеру керек. Бірінші жақындықта молекулалық қозғалыстардың әрбір түрлері- электрондардың қозғалысы, молекуланың тербелуі және айналуы - бір-біріне байланысты емес деуге болады. Сондықтан молекуланың толық энергиясын келесі түрде жазуға болады: Е= (22.1) электрондық конфигурацияға байланысты энергия, (электрондық энергия); молекуланың тербелісіне байланысты энергия, (тербелістік немесе вибрациялық энергия); молекуланың айналуына байланысты энергия (айналу немесе ротациялық энергия). Тербеліс энергиясы келесі түрде анықталатынын көрсетуге болады: (v = 0, 1, 2, …), (22.2) v – тербелістік кванттық сан, гармониялық осциллятор жиілігі. Тербелістік кванттық сан үшін іріктеу ережесі бар . (22.3) Инерция моменті I және - бұрыштық жылдамдықпен айналатын жүйенің энергиясы мына өрнекке тең: (22.4) бұл жерде М = I- жүйенің импульс моменті. Импульс моменті тек дискретті мәндер қабылдайды: (J = 0, 1, 2, …), (22.5) (J – импульс моментінің кванттық саны). Яғни, айналу энергиясы да квантталған мәндер қабылдай алады: (22.6) мұнда I – молекуланың инерция центрі арқылы өтетін оське қарағанда молекуланың инерция моменті, J айналу кванттық саны, ол келесі мәндерді қабылдай алады: 0, 1, 2 және басқалар. Айналу кванттық саны үшін де іріктеу ережесі бар (22.7) Сонымен, молекуланың толық энергиясы мынаған тең (22.8) Тәжірибе мен теория көрсеткендей, айналу деңгейлерінің ара қашықтығы тербеліс деңгейлерінің ара қашықтығынан әлде қайда аз, ал, тербеліс деңгейлерінің ара қашықтығы электрондық деңгейлердің ара қашықтығынан әлде қайда аз . (22.9) Ал екені дәлелденгенін айта кеткен жөн. жүктеу/скачать 6,81 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|