Равновесная конфигурация молекулы. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Равновесная конфигурация молекулы - расположение атомов в молекуле, соответствующее минимуму потенциальной поверхности. Понятие равновесной конфигурация молекулы имеет смысл только в адиабатическом приближении, при к-ром разделяются электронные и ядерные движения. При строгом рассмотрении говорить о равновесной конфигурация молекулы не имеет смысла, т. е. понятие равновесной конфигурация молекулы является приближённым.

Равновесная конфигурация молекулы относительно устойчива, каждая равновесная конфигурация молекулы характеризуется определ. внутр. энергией молекулы, переход из одной равновесной конфигурации молекулы в другую осуществляется при квантовых переходах. В случае двухатомной молекулы равновесная конфигурация молекулы характеризуется равновесным межатомным расстоянием (равновесной длиной связи). В разл. электронных состояниях молекула может иметь различные равновесные конфигурации. Так, молекулы с линейной равновесной конфигурацией молекулы в осн. электронном состоянии (например, С₂Н₂) в нек-рых возбуждённых состояниях имеют нелинейную равновесную конфигурацию молекулы; пирамидальная в осн. состоянии (группа симметрии С_3u) молекула NH₃в возбуждённом электронном состоянии 3d²E имеет плоскую равновесную конфигурацию молекулы (группа симметрии D_3h).

В данном состоянии многоатомная молекула может иметь одну или несколько равновесных конфигураций. При наличии нескольких эквивалентных (т. е. получаемых друг из друга при операциях симметрии) равновесных конфигураций молекулы возможно туннелирование между ними, приводящее к туннельному расщеплению уровней энергии молекулы. Например, туннелирование между двумя равновесными конфигурациями молекулы NH₃ приводит к инверсионному расщеплению уровней энергии, величина к-рого составляет ок. 24 ГГц в осн. колебат. состоянии и ок. 35 см^-1в первом возбуждённом колебат. состоянии. Неэквивалентные равновесные конфигурации молекулы наз. конформерами или конформациями молекул.

Равновесные конфигурации молекул определяются совокупностью равновесных координат атомных ядер или длин связей и валентных углов, к-рые наз. структурными параметрами молекулы. Для небольших молекул неэмпи-рич. методы квантовой химии, учитывающие электронную корреляцию, позволяют с достаточной точностью (~ 0,0005 нм и ~ 0,5°) определять структурные параметры. Экспериментально структурные параметры можно определить методами электронографии и спектроскопии высокого разрешения (в частности, микроволновой спектроскопии). Однако из эксперимента определяются эфф. значения структурных параметров, к-рые отличаются от равновесных на (0,005-0,0001) нм. При точности измерений частот вращат. переходов 1-100 кГц такие расхождения на 3-5 порядков выходят за пределы погрешностей измерений. Кроме того, из простых спектральных измерений можно определить не более трёх вращат. постоянных, тогда как молекула может характеризоваться значительно большим числом структурных параметров. Процедура эксперим. определения всех параметров равновесной конфигурации молекулы очень сложна и проделана ещё только для нек-рых 3- и 4-атомных молекул. Структурные параметры, определяемые из эксперимента, несут информацию об адиабатич., неадиабатич., релятивистских и других поправках, экспериментальные значения используют в квантовомеханич. расчётах.

Литература по равновесным конфигурациям молекул

Знаете ли Вы, в чем фокус эксперимента Майкельсона?

Эксперимент А. Майкельсона, Майкельсона - Морли - действительно является цирковым фокусом, загипнотизировавшим физиков на 120 лет.

Дело в том, что в его постановке и выводах произведена подмена, аналогичная подмене в школьной шуточной задачке на сообразительность, в которой спрашивается:
- Cколько яблок на березе, если на одной ветке их 5, на другой ветке - 10 и так далее
При этом внимание учеников намеренно отвлекается от того основополагающего факта, что на березе яблоки не растут, в принципе.

В эксперименте Майкельсона ставится вопрос о движении эфира относительно покоящегося в лабораторной системе интерферометра. Однако, если мы ищем эфир, как базовую материю, из которой состоит всё вещество интерферометра, лаборатории, да и Земли в целом, то, естественно, эфир тоже будет неподвижен, так как земное вещество есть всего навсего определенным образом структурированный эфир, и никак не может двигаться относительно самого себя.

Удивительно, что этот цирковой трюк овладел на 120 лет умами физиков на полном серьезе, хотя его прототипы есть в сказках-небылицах всех народов всех времен, включая барона Мюнхаузена, вытащившего себя за волосы из болота, и призванных показать детям возможные жульничества и тем защитить их во взрослой жизни. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.