Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Поиск репетиторов
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


КВАДРУПОЛЬНЫЙ МОМЕНТ

КВАДРУПОЛЬНЫЙ МОМЕНТ электрический, тензор Q, характеризующий электростатич. потенциал j(R) системы зарядов (атома, молекулы, кристалла) на большом расстоянии R от нее (по сравнению с размерами системы). Простейшая модель системы с квадрупольным моментом - квадруполь, представляет собой два диполя с равными по величине, но противоположно направленными дипольными моментами. Если система зарядов электрически нейтральна и ее дипольный момент равен нулю, квадрупольный момент не зависит от выбора начала системы координат, в к-рой рассматриваются заряды. Квадрупольный момент Q появляется в третьем члене разложения j(R) в ряд по обратным степеням расстояния от начала системы координат, связанной с системой зарядов, до точки, определяемой концом вектора R. Это разложение для системы частиц с зарядами qi и радиусами-векторами ri (i-номер частицы) имеет вид: 1-54.jpg где 1-55.jpg - полный заряд системы, 1-56.jpg-дипольный момент системы, Q-квадрупольный момент, компоненты к-рого Qab равны: 1-57.jpg xai и xbi - декартовы координаты вектора ri, т.е. x1i=xi, x2i=yi x3i=zi; dab принимает значение 1 при a=b и 0 при a№b (a,b=1,2,3). Для системы с непрерывным распределением заряда с плотностью r(r) заряд 1-58.jpg (dv - элемент объема), дипольный момент m=1-59.jpg, компоненты тензора квадрупольного момента равны: 1-60.jpg Размерность квадрупольного момента в СИ-Кл.м2. Для молекул часто используют в качестве единиц квадрупольного момента величину 10-26 единиц заряда СГС.см2 ~ 3,3.10-40 Кл.м2; для квадрупольных моментов ядер - величину 10-34 единиц заряда СГС.см2. Часто квадрупольные моменты ядер выражают в единицах абс. заряда электрона е: Q/e=10-24см2, что соответствует ~ 4,803.10-34 единиц заряда СГС.см2. Квадрупольный момент для сферически симметричного распределения заряда (а также для распределений кубич. и тетраэдрич. симметрии) равен нулю, тогда как для систем с более низкой симметрией распределения заряда квадрупольных моментов, как правило, отличен от нуля. Поэтому квадрупольный момент есть характеристика распределения заряда в системах заряженных частиц. При этом всегда Qxx+Qyy+Qzz=0, а система координат м. б. выбрана так, что Qab=0 при a№b. Во внеш. электрич. поле напряженности Е(Еx, Еу, Еz) энергия Е электрически нейтральной системы зарядов при m=0 равна: 1-61.jpg причем производные РEb/Рxa предполагаются постоянными в области распределения зарядов. В химии рассматривают квадрупольное взаимод. атомов, молекул на сравнительно больших расстояниях. Энергия такого взаимод. для частиц, не обладающих дипольным моментом, убывает с увеличением расстояния R пропорционально 1/R5 (см. Поляризуемость). Квадрупольные моменты молекул м. б. определены экспериментально (напр., по компонентам мол. g-фактора, по главным моментам инерции и анизотропии магн. восприимчивости, по величинам двойного лучепреломления при наличии градиента электрич. поля), а также м. б. рассчитаны методами квантовой механики. Так, для молекулы фторацетилена 1-62.jpg Qzz=3,96, Qxx=Qyy=-1,98.10-26 единиц заряда СГС.см2 (ось z совпадает с осью молекулы), для молекулы СО Qzz=-4,3, Qxx-Qyy=2,15.10-26 (в тех же единицах). Квадрупольным моментом обладают мн. атомные ядра. Если ядро с равномерно распределенным зарядом вытянуто вдоль нек-рой оси 2, Q>0; если ядро сплюснуто, то Q<0. Квадрупольные моменты ядер изменяются в широких пределах, напр. в единицах 10-24 см2 для ядер 17O Q=-0,021, 35С1 Q=-0,0789, 27Аl Q=0,149. Как правило, большие квадрупольные моменты ядер положительны, т. е. распределение заряда в них соответствует вытянутому эллипсоиду вращения. Взаимодействие квадрупольного момента ядра с электрич. полем кристалла или молекулы приводит к появлению различных по энергии состояний ядра, соответствующих разл. ориентации ядерного спина относительно осей симметрии кристалла или молекулы. Число разрешенных ядерных ориентации определяется ядерным магн. моментом, связанным со спином ядра, и равно 2I+1, где I - спиновое квантовое число ядра (см. Ядро атомное). Низший по энергии уровень отвечает такой ориентации ядра, при к-рой положит. заряд на сплюснутом или вытянутом ядре располагается ближе всего к наиб. плотности отрицат. заряда в электронном окружении этого ядра. Резонансное поглощение энергии электромагн. поля, обусловленное квантовыми переходами между уровнями энергии, связанными с ядерными ориентациями, наз. ядерным квадруполышм резонансом.
===
Исп. литература для статьи «КВАДРУПОЛЬНЫЙ МОМЕНТ»: Гречишкин B.C., Ядерные квадрупольные взаимодействия в твердых телах, М., 1973; Флайгер У., Строение и динамики молекул, пер. с англ., т. 1-2, М., 1982. См. также лит. при ст. Ядерный квадрутмьпый резонанс. И. Ф. Степанов.

Страница «КВАДРУПОЛЬНЫЙ МОМЕНТ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

___

     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн