14)Водородная связь

Оказалось, что атом водорода может образовывать связь между двумя электроотрицательными атомами (F, О, N, реже Сl и S). Известны случаи, когда эту связь образует водородный атом, связанный с атомом углерода в соединениях типа НСХ₃, где X — электроотрицательный атом или группа (например, в HCN, фторуглеводородах). Хотя в настоящее время природа водородной связи еще до конца не выяснена, одна.ко определен-ное представление о ней уже можно составить.

Водородная связь образуется между электроотрицательными атомами, из которых хотя бы один имеет свободную электронную пару.

Таким образом, водородная связь по своему характеру является, по-видимому, электростатической; она образуется вследствие притяжения ковалентно связанного протона свободными электронами атома другой молекулы. При этом протон находится не посредине между связываемыми им атомами (даже если они одинаковы), а ближе к тому атому, с которым он связан ковалентно.

15) Дислокация

Дислокация – это дефекты кристаллического строения, представляющие собой линии, вдоль и вблизи которых нарушено характерное для кристалла правильное расположение атомных плоскостей. Простейшие виды дислокаций – краевые и винтовые.

КРАЕВАЯ дислокация представляет собой линию, вдоль которой обрывается внутри кристалла край “лишней“ полуплоскости (рис. 2.2)

Р ис. 2.2. Краевая дислокация (а) и механизм ее образования (б)

Большинство дислокаций образуются путем сдвигового механизма.

Если экстраплоскость находится в верхней части кристалла, то краевая дислокация – положительная , если в нижней, то – отрицательная. Дислокации одного знака отталкиваются, а противоположные притягиваются.

В ИНТОВАЯ дислокация получена при помощи частичного сдвига по плоскости Q вокруг линии EF (рис. 2.4) На поверхности кристалла образуется ступенька, проходящая от точки Е до края кристалла. Такой частичный сдвиг нарушает параллельность атомных слоев, кристалл превращается в одну атомную плоскость, закрученную по винту в виде полого геликоида вокруг линии EF, которая представляет границу, отделяющую часть плоскости скольжения, где сдвиг уже произошел, от части, где сдвиг не начинался. Вдоль линии EF наблюдается макроскопический характер области несовершенства, в других направлениях ее размеры составляют несколько периодов.

Е сли переход от верхних горизонтов к нижним осуществляется поворотом по часовой стрелке, то дислокация правая, а если поворотом против часовой стрелки – левая.

16)Магнитный резонанс.

Магнитный резонанс — это избирательное (резонансное) поглощение энергии переменного электромагнитного поля электронной или ядерной подсистемами вещества, находящего­ся в постоянном магнитном поле. Поглощение связано с кван­товыми переходами между дискретными энергетическими уров­нями, возникающими в этих подсистемах под действием посто­янного магнитного поля.

Ядерный магнитный резонанс.

Он представляет собой изби­рательное поглощение энергии электромагнитного поля, свя­занное с квантовыми переходами в ядерной подсистеме веще­ства, находящейся в постоянном магнитном поле. Атомное ядро с отличным от нуля моментом I, помещенное в магнитное поле , также испытывает пространственное квантование. Каждый энергетический уровень расщепляется на 2I+1 подуровня с энергиями

E = (26)

Здесь = — ядерный магнетон Бора, М — мас­са ядра. Поглощение энергии электромагнитного поля частоты ν на­ступает при выполнении условия

hν (27)

аналогичного условию (25) для ЭПР.

применяется в основном для определения структуры сложных молекул.

Электронный парамагнитный резонанс.

Его наблюдают во всех веществах, в которых имеются неспаренные (нескомпенси­рованные) электроны. При наложении на атом с полным моментом импульса j внешнего магнитного по­ля H₀ происходит квантование магнитного момента атома. Каж­дый уровень c определенным квантовым числом j расщепляет­ся на 2j+1 подуровня с разными значениями магнитного квантового числа m_j (зеемановское расщепление):

Е_m=g . (23)

Здесь g — фактор Ланде; — j m_j j. В простейшем случае, когда мы имеем дело с чисто спиновым моментом, g=2. Для орбитального момента g=1.

На основе интерпретации спектров ЭПР получают информацию о дефектах, примесях в твердых телах и электронной структуре, о механизмах химиче­ских реакций и т. д.