реакция в масштабах 2 атомов

[Vetal]

Здраствуйте.....

Тут у меня вопрос возник.....
Допустим реакция проходит между двумя атомами - теллур и водород:
Н2+Те = Н2Те
при этом, чтоб реакция прошла, связь Н-Н должна порватса...... Если она рветса, то получаютса два радикала Н у обоих по одному электрону, и у этих электронов спины разные (+0,5 и -0,5)... У Теллура 2 неспаренных электронв, и согласно Хунду их спины одинаковые (допустим оба +0,5)......
Значит, как мне кажетса, должна образоватса тока одна связб Н-Те (где +0,5 у Теллура и -0,5 у водорода), а второй радикал водорода связь Н-Те образовываь не будет.... Значит уравнение будет:
Н2+Те = НТе. + Н.

Правильно?.....

[Ximeg]

Ну во-первых, у Вас написана реакция не между двумя атомами, а двумя молекулами (H2 - это всё-таки молекула!). Во-вторых, если Вы решили рассматривать именно механизм такой реакции, то на мой взгляд он будет навряд ли одностадийным. Может, там просто быстро обращаются спины электронов?

[Vetal]

а спины электронов, в принципе, способны обращатса?........

[Ximeg]

Это наверна лучше спросить в ФизХим разделе Да и что вообще плохого в таком цепном механизме?

[Vetal]

да я в общем ничего плохого не вижу..... мне просто интересен сам момент с этим спином.....
то есть как бы если реакцию свести к двум молекулам, будет ли реакция протекать до конца?.....

[ИСН]

Он как-нибудь хитро высветится и перебросит спин.

[Nord]

Механизмы синхронных реакций (типа той, что Вы рассматриваете), неплохо описываются теорией граничных орбиталей. Если я правильно понимаю, "внедрение" атома теллура по связи водород-водород запрещено этими правилами, по крайней мере, в нерелятивистском пределе.
Однако спин-орбитальное взаимодействие, смештвающее синглетный и триплетный термы в случае, если синглетный терм имеет ненулевой орбитальный момент может обеспечить протекание синхронного процесса, возможно, в небольшой степени.

2 ИСН
"Перевернуть" спин можно магнитным полем, например, окружающих атомов. Насчет того, что он может перевернуться излучением - есть большие сомнения.

Update
Наверное, правильнее будет говорить о "сохранении орбитальной симметрии", а не о граничных орбиталях.

[ИСН]

Да не, понятно, что по-простому "водород со спином вверх = водород со спином вниз плюс фотон" - не бывает.

[Nord]

Да не, понятно, что по-простому "водород со спином вверх = водород со спином вниз плюс фотон" - не бывает.

Именно. Свободный электрон не может поглотить фотон с переворотом спина. Только связанный.

Сейчас обсудили с коллегами. В принципе, синхронный механизм возможен, если, например, спин-орбитой связываются состояния (в нерелятивистской номенклатуре) 3P и 1D. В случае кислорода атом O в основном состоянии как раз находится в состоянии 3P. И может реагировать синхронно из-за спин-орбиты, но вероятность этого крайне мала. А вот синглетный атом 1D идеально должен реагировать синхронно - он известен своей способностью "внедряться" по связям.

[МЕН]

Почему связанный может поменять спин при действии фотоном, а свободный - нет?

[Cezar]

Начнем с того, что водород при нормальных условиях представляет собой смесь двух спиновых изомеров орто и пара-водороды, где-то три к одному. Во вторых, ничто не мешает теллуру при нормальных условиях нарушать правило Хунда, благо энергии вокруг завались. В третьих, спин может обращаться под действием магнитного поля, образуемого тяжелым атомом теллура, да и от простого столкновения атомов.

[Nord]

Почему связанный может поменять спин при действии фотоном, а свободный - нет?

По закону сохранения момента импульса. Электрон должен не просто спин поменять, но и орбитальный момент. А это возможно только для связанного электрона.

[Nord]

Начнем с того, что водород при нормальных условиях представляет собой смесь двух спиновых изомеров орто и пара-водороды, где-то три к одному.

Орто- и пара- водород - это разновидности ядерных изомеров, они различаются взаимной ориентацией спинов ядер. Поскольку ядерное спин-спиновое взаимодействие мало, отношение 3:1 есть просто статистический вес соответствующих изомеров. Волновая функция орто- водорода трехкратно вырождена, а пара-водорода - невырождена.

Во вторых, ничто не мешает теллуру при нормальных условиях нарушать правило Хунда, благо энергии вокруг завались. В третьих, спин может обращаться под действием магнитного поля, образуемого тяжелым атомом теллура, да и от простого столкновения атомов.

На микроуровне все не совсем так просто. Магнитные поля соседних атомов с замкнутыми электронными оболочками не в состоянии изменить спин данного атома. Эффект насыщения в спектроскопии ЯМР как раз связан с относительно медленной релаксацией спин-поляризованных состояний.

[Cezar]

Все, я перегрелся, надо прекращать работать по субботам, перепутать ядерные спины и спины электронов - это да, это надо суметь.

[МЕН]

Почему связанный может поменять спин при действии фотоном, а свободный - нет?

По закону сохранения момента импульса. Электрон должен не просто спин поменять, но и орбитальный момент. А это возможно только для связанного электрона.

Это преход из синглетного в триплетное состояние на возбуждённых уровнях? Всё-равно не ясны причины стабильности спина свободного электрона...

[Nord]

Я, честно говоря, не совсем специалист в этой области, поэтому изложу свои соображения.

1. Свободный электрон не может поглотить фотон, потому что нарушается закон сохранения импульса. Это легко проверить, выписав классические уравнения для столкновения двух частиц: фотона и электрона с заданными энергией и импульсом.

2. Переменное электромагнитное поле (одно) не в состоянии изменить спин электрона, поскольку без магнитного поля в направлением вектора магнинтой индукции перпендикулярным таковому в волне, спиновые состояния вырождены и с точки зрения квантовой механики перехода нет.