08.05.2015 Views

Основные представления о химии

Основные представления о химии

Основные представления о химии

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

ионизацией атома. В этом состоит эффект Оже. Ширина уровня, распадающегося<br />

по причине оже-процесса, может достигать 1 − 10 эВ. Это<br />

конечно очень большая величина в сравнении с характерными энергиями<br />

внешних электронов, но относительно малая, если сравнивать с<br />

энергиями электронов внутренних.<br />

Таким образом, атом или атомный ион всегда устойчив в основном<br />

состоянии, но может быть неустойчивым в возбужденном состоянии.<br />

Полезно помнить, что радиоактивный распад атомных ядер<br />

представляет собой процесс, совершенно аналогичный описанному<br />

выше. Ядро, способное к самопроизвольному распаду, находится<br />

именно в квазистационарном состоянии и имеет конечное время жизни.<br />

Правда, в отличие от атомов, диапазон времени жизни может варьироваться<br />

от малых долей секунды до миллионов лет.<br />

У многоатомных частиц благодаря появлению степеней свободы,<br />

связанных с взаимным движением ядер, возникают новые пути<br />

распада – диссоциация на составные части. Рассмотрим простейший<br />

случай двухатомной молекулы AB. На рис. 6.2 изображена кривая потенциальной<br />

энергии, отвечающая одному из электронных состояний<br />

молекулы, в данном случае основного. Кривая представляет собой<br />

сумму энергии электронной оболочки и энергии кулоновского отталкивания<br />

ядер как функцию параметра r – расстояния между ядрами. Начало<br />

отсчета энергии соответствует ее значению для разделенных атомов<br />

A и B, принимаемому за нуль. Энергия U(r) является потенциальной<br />

энергией ядер в эффективном поле, в котором они движутся в данном<br />

электронном состоянии. Вращение молекулы как целого приводит<br />

к незначительному искажению формы кривой, не меняющему ее общего<br />

вида. Если энергия движения ядер, имеющего, вообще говоря, квантовый<br />

характер, лежит ниже энергии атомов, разнесенных на бесконечное<br />

расстояние, то молекула совершает колебания. При этом вероятность<br />

обнаружить атомы на определенном расстоянии друг от друга<br />

экспоненциально уменьшается с ростом r, как всегда бывает для волновых<br />

функций связанных состояний, и стремится к нулю при r → ∞. В<br />

любом колебательном состоянии молекула устойчива, т.е. не может<br />

самопроизвольно распасться на атомы. Обратим внимание, что мы рассматриваем<br />

сейчас только ядерную составляющую волновой функции<br />

молекулы, предполагая, что электронная волновая функция отвечает<br />

связанному состоянию электронной системы и поэтому ионизация изо-<br />

86

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!