Большая техническая энциклопедия
2 4 7
D L N
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
ДА ДВ ДЕ ДИ ДЛ ДО ДР ДУ ДЫ

Диамагнитный атом

 
Диамагнитный атом находится во внешнем магнитном поле.
При внесении диамагнитного атома в магнитное поле Н произойдет следующее. Орбитальный магнитный момент каждого электрона, как бы этот электрон ни двигался, приобретет согласно (46.15) отрицательную по величине добавку.
При внесении диамагнитного атома в магнитное поле Н произойдет следующее. Орбитальный магнитный момент каждого электрона, как бы этот элек трон ни двигался, приобретет согласно (46.15) отрицательную по величине добавку.
Три внесении диамагнитного атома в магнитное поле Н произойдет следующее.
Благодаря этому вращению электронов диамагнитный атом приобретает некоторый магнитный момент AM. Так как о направлено параллельно полю [ ибо г ] О, см. уравнение (68.8) 1, то направление добавочного вращения электронов составляет с вектором Н правовинтовую систему. Следовательно, направление добавочного тока AJ, эквивалентного этому прецессионному движению отрицательных электронов, составляет с вектором Н левовинтовую систему. В этом и заключается объяснение диамагнетизма.
Благодаря этому вращению электронов диамагнитный атом приобретает некоторый магнитный момент ДМ. Так как о направлено параллельно полю [ ибо ti 0, см. уравнение (68.8) ], то направление добавочного вращения электронов составляет с вектором Н право-винтовую систему. Следовательно, направление добавочного тока AJ, эквивалентного этому прецессионному движению отрицательных электронов, составляет с вектором Н левовинтовую систему. В этом и заключается объяснение диамагнетизма.
Благодаря этому вращению электронов диамагнитный атом приобретает некоторый магнитный момент AM. Так как о направлено параллельно полю [ ибо т ] 0, см. уравнение (68.8) ], то направление добавочного вращения электронов составляет с вектором Н право-винтовую систему. Следовательно, направление добавочного тока AJ, эквивалентного этому прецессионному движению отрицательных электронов, составляет с вектором Н левовинтовую систему. В этом и заключается объяснение диамагнетизма.
Благодаря этому вращению электронов диамагнитный атом приобретает некоторый магнитный момент ДМ. Так как о направлено параллельно полю [ ибо г) 0, см. уравнение (68.8) ], то направление добавочного вращения электронов составляет с вектором Н правовинтовую систему. Следовательно, направление добавочного тока AJ, эквивалентного этому прецессионному движению отрицательных электронов, составляет с вектором Н левовинтовую систему. В этом и заключается объяснение диамагнетизма.
Магнитные моменты ядер, входящих в состав диамагнитных атомов или молекул, могут быть измерены усовершенствованным методом атомных пучков ( метод Раби) ( см. стр. Этот метод, однако, неприменим к нейтронам. В этом случае Блохом и Альваре-цом было проведено очень точное измерение методом, заключающимся в следующем.
Работ, посвященных исследованию эффекта Мессбауэра на ядрах диамагнитных атомов в соединениях со структурой шпинели, к настоящему времени сравнительно немного.
Схема - процесса переноса заряда от хрома к олову с помощью прямого и косвенного обменных В-В - взаимодействий. Такие гигантские значения магнитных полей на, ядрах диамагнитных атомов, по-видимому, связаны с сильной ковалент-ностью химической связи Sn-X и X-Со, Fe ( Cr), характерной для халькогенидных соединений.
Следует подчеркнуть, что исследование магнитных полей на ядрах диамагнитных атомов в таких системах затрагивает фундаментальные вопросы обменного взаимодействия и пространственного распределения спиновой плотности в ферримаг-нитных диэлектриках. Принципиальное значение имеет выяснение роли немагнитных ионов в косвенном обменном взаимодействии, ответственном за магнитное упорядочение.
Если с помощью квантовой механики вычислить средний квадрат расстояния электронов от ядра различных диамагнитных атомов, то формула (69.4) дает значение х, очень хорошо согласующееся с данными опыта.
Если с помощью квантовой механики вычислить средний квадрат расстояния электронов от ядра различных диамагнитных атомов, то формула (69.4) дает значение к, очень хорошо согласующееся с данными опыта.

Эффект Оверхаузера может иметь место также в жидкой диамагнитной среде с парамагнитными примесями, где ядро диамагнитного атома и парамагнитный ион образуют слабовзаимодействующую систему, подобную рассмотренной выше. В твердой диамагнитной среде флуктуации г значительно меньше, чем в жидкой, и зависимость онера-тора I дш, от времени в основном обусловлена пере-ориептацнямп электронного спина S при электронных релаксационных переходах ДЛ / 1; в результате чего вероятности переходов Д ( Л / - f - in) - 0 и А ( Л / -) - nt) zii 2 оказываются равными и эффект Оверхаузера не имеет места.
Магнит-неразбавленными веществами называют такие, в которых парамагнитные атомы или ионы отделены друг от друга большим числом диамагнитных атомов, молекул или ионов.
Магнитноразбавленными веществами называют такие, в которых пара магнитные атомы или ионы отделены друг от друга большим числом диамагнитных атомов, молекул или ионов.
Следует отметить, что в работе Муто и др. [ 116а ] был развит интересный метод расчета локального магнитного поля на ядрах диамагнитных атомов в ферромагнитных металлических матрицах.
Магнитные свойства ионов переходных элементов. Прежде всего следует разграничивать два вида магнетизма - диамагнетизм и парамагнетизм. Вещество, состоящее из диамагнитных атомов, слабо выталкивается магнитным полем сильного магнита. В противоположность этому парамагнитное вещество втягивается полем сильного магнита. У небольшого числа элементов, например железа, кобальта или никеля, соседние атомы способны взаимодействовать друг с другом таким образом, что при этом возникает особый вид магнетизма, называемый ферромагнетизмом. Такие элементы в чистом виде или в виде сплавов используются для изготовления всевозможных магнитов; правда, здесь мы не будем подробно рассматривать явления ферромагнетизма.
Спектр ядер Те125, полученный при температуре жидкого азота [131], состоял из двух сильно уширенных линий, в результате разложения которых получен шестилинейный зеемановский спектр со значением / / Те148 5 кэ. Предполагается, что это-магнитное поле на ядрах диамагнитных атомов теллура возникает вследствие спиновой поляризации Ss-электронов Те2, воз пикающей за счет ковалентной связи с магнитными катионами. Существование магнитного поля на ядрах Те125 в шпинели CuCr2Te4 подтверждается также измерениями ЯМР [132], и которых найдено ЯТе 180 кэ.
Это было бы возможно в том случае, если бы волновые функции обладали своего рода жесткостью, оставаясь неизменными и при наложении магнитного поля. Как раз такая ситуация имеет место в диамагнитном атоме. Эта идея, высказанная Лондона-ми, оказалась чрезвычайно плодотворной, и основная цель развития микроскопической теории сверхпроводимости состояла в том, чтобы показать существование такой энергетической щели. Такая энергетическая щель, если бы она к тому же зависела от температуры, хорошо объясняла бы экспериментальное поведение удельной теплоемкости.
Рц - магнитная поляризация одного моля вещества; N & - число Авогадро; k - магнитная восприимчивость. Диамагнитные вещества выталкиваются из магнитного поля, так как у диамагнитных атомов и молекул все электроны спарены и они не имеют магнитного момента; здесь магнитные моменты полностью скомпенсированы. Парамагнитные атомы и молекулы имеют магнитный момент, связанный с нескомпенсированными спинами у неспаренных электронов, поэтому они втягиваются в магнитное поле.
Восприимчивость, измеренная для данного вещества, включает вклады парамагнитной и диамагнитной восприимчивостей, причем первая из них гораздо больше второй. Однако, если в молекуле на один парамагнитный атом приходится большое число диамагнитных атомов ( как в комплексах ионов металлов с большими органическими лигандами), диамагнитная часть может достигать значительных величин. Измеренную восприимчивость необходимо исправить, вычтя из нее диамагнитную часть. Уже давно было найдено, что диамагнетизм является аддитивным свойством, и диамагнитную восприимчивость молекулы можно найти, суммируя диамагнитные восприимчивости всех атомов молекулы.
Вследствие взаимодействия микромагнитных диполей соседних атомов могут возникать ферромагнетизм и антиферромагнетизм. Этими явлениями можно пренебречь для большинства комплексов, так как ионы металлов, являющиеся источниками парамагнетизма, изолированы друг от друга диамагнитными атомами лигандов.
Диамагнитными свойствами обладают золото, серебро, медь, цинк, висмут, ртуть, вода, углекислота, гелий и другие вещества. Диамагнитные вещества состоят из атомов, магнитные моменты которых при отсутствии внешнего магнитного поля равны нулю. В диамагнитном атоме орбитальные магнитные моменты всех электронов скомпенсированы, такой атом в целом не создает магнитного поля.
Наличие магнитных диполей приводит к парамагнетизму. В некоторых парамагнетиках при снижении температуры ниже точки Кюри или Нееля обнаруживается существенное взаимодействие между парамагнитными центрами ( например, атомами металла в кластерах), приводящее к ферро - или антиферромагнетизму. В тех комплексах, где атомы металла изолированы друг от друга диамагнитными атомами лигандов, этим явлением можно пренебречь.
Известно, что вещества делятся на диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики. К диамагнетикам относятся все вещества, у которых атомы при отсутствии внешнего магнитного поля не имеют магнитного момента. При внесении же в магнитное поле возникает Ларморова прецессия электронных оболочек атомов, благодаря чему диамагнитный атом приобретает некоторый магнитный момент.
Особенности геометрии водородных связей различных типов.
Это различие для расстояния О - Н в среднем составляет 0 15 А ( нейтронограф. Эффект несколько меньше для более тяжелых атомов; он связан, по-видимому, с нссферичностью электронного распределения, обусловленного образованием химической связи. Это сказывается на рентгеновском факторе рассеяния атома ( который зависит от орбитальных электронов), но не на рассеянии нейтронов, которое для диамагнитных атомов определяется лишь ядерными свойствами.
Концентрацию парамагнитных ионов ( спинов) в решетке кристалла и, следовательно, плотность спинов желательно иметь возможно большими. Чем больше спин-спиновое взаимодействие, тем большая необходима мощность накачки. Для различных кристаллов в зависимости от требований существует оптимальное значение концентрации их парамагнитных ионов. Необходимые концентрации парамагнитных ионов в кристаллах достигаются путем разбавления их диамагнитными атомами в процессе выращивания кристаллов. В кристаллах, используемых в КПУ, концентрация парамагнитных ионов обычно колеблется от тысячных долей до единиц процентов.
Известно, что вещества делятся на диа -, пара - и ферромагнетики. К диамагнетикам относятся все вещества, у которых атомы при отсутствии внешнего магнитного поля не имеют магнитного момента. При внесении же в магнитное поле возникает Ларморова процессия электронных оболочек атомов, благодаря чему диамагнитный атом приобретает некоторый магнитный момент.
НАД ( НАДН) [121], они недостаточны для определения истинной каталитической роли этого металла. Результаты, полученные Милдваном и Винером [122, 141], могут быть интерпретированы в пользу образования комплексов фермент - Zn2 - субстрат [8], хотя, учитывая имеющиеся данные, такая интерпретация является довольно рискованной. Если бы Zn2 в центре связывания металла можно было заменить на парамагнитный ион металла, то можно было бы методом ЭПР измерить степень спин-спинового взаимодействия и, таким образом, определить расстояние между спиновой меткой и связанным металлом [ 72, 74а ] ( разд. Аналогичная замена Zn2 на Мп2 может непосредственно продемонстрировать наличие мостикового комплекса Е - М2 - субстрат изучением скоростей ядерной магнитной релаксации протонов субстрата ( разд. Этот метод был использован для изучения связанного Zn2 в пируваткиназе [144], и он является одним из немногих методов изучения окружения диамагнитного атома цинка.
Как только Завойским [1] было начато изучение парамагнитных ионов методом электронного парамагнитного резонанса, стало ясно, что для подобных исследований необходимы монокристаллы. Ряд монокристаллов, содержащих элементы группы железа, таких, как сульфат меди, квасцы и туттоновые соли, довольно легко можно было выращивать из водного раствора. Соли последних двух классов уже использовались ранее для магнитного охлаждения методом адиабатического размагничивания, поскольку их довольно высокая степень магнитного разбавления способствует получению наиболее низких возможных температур. Такое разбавление способствует также уменьшению ширины линии и, следовательно, обеспечивает высокое разрешение в экспериментах по магнитному резонансу, и потому такие соли, естественно, нашли примене ние в данных экспериментах, так же как и в других исследованиях. Потребность в еще более высоком разрешении для обнаружения более тонких деталей спектра привела к использованию разбавленных солей, в которых большинство парамагнитных ионов замещено диамагнитными атомами. Квасцы, туттоновые и другие гидра-тированные соли легко допускают такое разбавление. В результате Пенроуз [2] сразу же обнаружил сверхтонкую структуру в парамагнитных солях меди; вскоре были исследованы другие парамагнитные ионы с ядерными магнитными моментами; эти исследования привели к первым успешным экспериментам по поляризации ядер.
Магнитные ловушки были предложены вначале для удержания высокотемпературной плазмы. Один из простейших типов таких ловушек был предложен Будкером [32] в нашей стране и Постом [33] в США. В простейшем виде - это соленоид, по торцам которого поле В усиливается по сравнению с полем в центральной области. Но оказывается, что в поперечном направлении магнитное поле убывает к периферии. В ловушке для плазмы это приводит к неустойчивости плазмы [11, 12], а в применении к диамагнитным атомам она теряет свойство ловушки. Для устойчивого удержания плазмы или диамагнитного конденсата требуется ловушка с абсолютным минимумом магнитного поля.
Диполь, прецессирующий в постоянном магнитном поле п, может быть разложен на две компоненты: постоянную, параллельную Н, и перпендикулярную Н0) вращающуюся с ларморовской частотой. Во всей полной уМ - системе спинов это приводит к эффекту, подобному получаемому в неоднородном постоянном магнитном поле. Вращающаяся компонента р создает в месте нахождения pt осциллирующее поле, которое ( если его частота близка к частоте прецессии pj) может вызвать переходы в р, подобные тем, которые происходят при наложении на pt внешнего по ля излучения. В среднем такие переходы не могут вызвать изменения полной внутренней энергии ансамбля спинов, так как рассматриваемое взаимодействие является существенно внутренним процессом. Несмотря на то что при этих переходах полная энергия не меняется, они препятствуют любому когерентному взаимодействию спиновой системы с приложенными к ней полями излучения. Значительного ослабления взаимодействия магнитных моментов парамагнитных ионов ( спинов) можно достигнуть разделением ( разведением) их диамагнитными атомами в кристаллической решетке. Поскольку полностью исключить взаимное влияние магнитных полей отдельных ионов и взаимодействие спиновых магнитных моментов не удается, всегда имеет место передача энергии от возбужденных спинов другим спинам, находящимся на более низких энергетических уровнях. Постоянную времени т2 этого процесса называют временем спин-спиновой релаксации.
У некоторых переходных элементов, особенно у № 2 и Си2, наблюдается склонность к образованию плоских квадратных комплексов. Например, в твердых веществах BaNi ( CN) 4.4 H2O, Na2Ni ( CN) 4 - 3H2O и SrNi ( CN) 4 - 5H2O ион Ni ( CN) - плоский. Хотя бы в некоторой степени растворитель или другие имеющиеся лиганды будут занимать положения выше и ниже плоскости четырех лигандов с образованием комплекса октаэдрического типа. У ионов Cu ( H2O) g и Cu ( NH3) e четыре лиганда в плоскости находятся на других ( обычно более коротких) расстояниях от атома Си, чем остальные два лиганда выше и ниже плоскости. Причина искаженной октаэдрической или квадратной координации в случае твердых веществ связана с заселенностью d - подоболочки. Если имеется незаполненная орбиталь ( например, орбиталь dxz-vz), то она может быть использована для образования связей с четырьмя лигандами в вершинах квадрата. Так, в диамагнитном атоме Ni ( II) в Ni ( CN) J - одна d - орбиталь свободна.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11