1tom - 0388.htm
.а X
а и»
s:
гиейными комбинациями s-, p-T d- и т. д. атомных одноэлектронных ^-функций (орбиталей).
Представление о Г. а. о. введено Л. Полингом (L. Pauling) в 1928 для объяснения эквивалентности кова-лентных связей в молекуле СН4 (т. н. sp3-гибридизация,
Рис. 1. Пространственная ориентация sp- и pd-гибридных орбиталей. При гибридизации атомных -орбиталей электронные облака концентрируются в направлении линии связи (оси х).
рис. 2, а). Атом С образует 4 связи, находясь в возбужд╦нном состоянии с электронной конфигурацией Is22s2p3. Состояние 4-валентных электронов 2s2p3 описывают разл. одноэлсктронные ф-ции
При Г. а. о. состояния каждого из 4 электронов будут описываться ф-цпяыи, представляющими собой эквивалентные линейные комбинации ф-ций (1):
|>2pz, i-1, 2, 3, 4. (2)
Макс, значения TJJ,- направлены в сторону образовавшейся связи (к вершинам тетраэдра молекулы СН4)
Рис. 2. Форма и расположение электронных облаков при &ра-(а) и 8рг-гиб-ридиэациях (б).
а 6
и превосходят макс, значения одноэлектронных ф-ций. Т. о., в результате Г. а. о. образуется более прочная связь и энергия системы понижается, т, е. Г. а. о. энергетически выгодна. Значения коэф. а,-, и,-, с/, di зависят от выбора системы координат.
Двойные связи в соединениях, напр, в этилене С2Н4, объясняются вра-гибрндизацией: один валентный электрон описывается чистой одноэлектровиой ^-функцией, а три другие ≈ гибридными s- и р-функциями. Для молекулы ацетилена С2Н2 тройная связь обусловлена sp- гибридизацией: два валентных электрона остаются в р-состояниях, два другие ≈ в гибридных s- и р- состояниях.
Тип Г. а. о. определяет значение валентных углов. Так, при spy- гибридизации все валентные углы равны 109 28', при 5/?2-гибридизации ≈ 120°, при sp-гиб-ридизацни ≈ 180°, при Й2яр2-гибридизации образуются 4 связи, лежащие в одной плоскости под углом 90° друг к другу, и одна связь, перпендикулярная этой плоскости. Пары электронов, находящиеся в гибридных состояниях, вносят существ, вклад в дипольпыи момент молекулы, т. к. положения центров тяжести электронных облаков не совпадают с положениями ядер. Перераспределение электронной плотности происходит не только при ковалентной связи, но в нек-рой степени и при ионной, т. е. при ионной связи частично также осуществляется гибридизация.
Для построения системы эквивалентных гибридных орбиталей применяется спец. аппарат теории групп. Этот метод применим и в тех случаях, когда не все образуемые атомом связи эквивалентны. Недостаток метода ≈ неоднозначность получаемых результатов, поскольку одна и та же пространственная конфигурация связей, как правило, может осуществляться на основе неск. электронных конфигураций и, наоборот, для одной электронной конфигурации возможны разл. расположения связей. В таких случаях выбор гибридизации и конфигурации связей определяется дополнит, факторами (наим. отталкивание присоедин╦нных ато-нов, прочность образуемых связей и пр.).
Осн. недостаток теории Г, а. о. и связанной с ней теории направленных валентностей ≈ использование только угловых частей волновых ф-ций и пренеПрежение их радиальными частями. Кроме того, в рамках Г. а, о. валентное состояние атома рассматривается как одно-электронная задача. Однако для точного решения нужно рассматривать многочастичную задачу.
Лит.: X С И н е В., Теория групп в квантовой механике, пер. е англ., М., 1963; С л э т е р Д ж,, Электронная структура молекул, пер. с англ., М., 1965; X и г а с и К., Баба X., Р е м б а у м А., Квантовая органическая химия, пер. с англ,, М., 1967; М а р р е л Д ж., К е т т л С., Т е д д е р Д ж.( Теория валентности, пер. с англ., М., 1968; Б е р с у к е р И, Б,, Электронное строение и свойства координационных соединений, 2 изд., Л-, 1976.
ГИБРИДНЫЙ ТЕРМОЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР ≈ разрабатываемая разновидность термоядерного реактора, В к-ром для выработки энергии будут использоваться не только реакции синтеза л╦гких ядер (обычно дейтерия и трития), но и реакции деления. Бланкет Г. т. р. состоит из двух зон. В 1-й зоне≈делящиеся в-ва (уран или торий), во 2-й зоне ≈ литийсодержащие вещества для воспроизводства сгоревшего в плазме трития.
Термоядерные нейтроны, рождающиеся в плазме с энергией 14,1 МэВ, проникают через первую стенку в бланкет с делящимися веществами. При помещении в эту зону азеи нейтроны поглощаются в н╦м с образованием 23йРи; если в эту зону поместить 232ТЬ, то образуется 233U, Одновременно в бланкете выделяется энергия, примерно равная 140 МэВ на один термоядерный нейтрон. Т. о., в Г. т. р. можно получать примерно в 6 раз больше энергии, чем в «чистом*, при прочих равных условиях.
Вследствие многократного увеличения термоядерной мощности урановым бланкетом для Г. т. р. не обязательно достижение самоподдерживающейся термоядерной реакции в плазме и возможно уменьшение нейтронной нагрузки на первую стенку реактора по сравнению с «чистым» термоядерным реактором. В результате упрощается решение многих проблем конструкции Г. т. р.
JTtim.: Беликов Е. П. и др.. Гибридный термоядерный реактор токамак для производства делящегося топлива и электроэнергии, «Атом, энергия», 1978, т. 45, в. 1, с. 3; П и с т у-н о в и ч В. И., Шаталов Г. Е., Термоядерный реактор на основе тонамака, а кн.: Итоги науки и техники. Ор, Физика плазмы, т. 2, М., 1981, В. II. Нистунович.
ГИГА... (от греч, gigas ≈ гигантский) (Г, G) ≈ приставка для образования наименования кратной единицы, равной 10" исходных единиц. Напр., 1 ГГц ≈109 Гц. ГИГАНТСКИЕ КВАНТОВЫЕ ОСЦИЛЛЯЦИИ поглощения звука ≈ осцилляции коэф. поглощения звука а, имеющие место в металлах при низких темп-pax Т в сильном магн. поле Н. Зависимость ос (1/Н) представляет собой систему острых максимумов, высоты к-рых пропорц. напряж╦нности поля Н, раздел╦нных пологими широкими минимумами. Г. к. о. предсказаны в 1961 [1] и впервые наблюдались на опыте в том же году 12].
Эффект обусловлен квантованием энергии электронов проводимости металла в магн. поле (см. Ландау уровни], В результате квантования энергия электронов S в простейшем случае квадратичного изотропного закона дисперсии электронов £≈р2/2т (т ≈ эффективная масса электрона, р ≈ его квазиимпульс) приобретает вид
РЬ/2л1. CD
Здесь п ≈ квантовое число Ландау (п≈О, 1, 2, . . .), Q=eH/mc≈ циклотронная частота электронов (е ≈ его заряд), рн≈-проекция его квазиимпульса па направление магн, поля //. Звуковые волны с частотой а> в волновым вектором q можно рассматривать как поток фонтанов с энергией Ао>≈ksq (s ≈ скорость звука) и квазиимпульсом л-д, а поглощение звука в металле ≈ как прямое поглощение фононов электронами проводимости. При этом в каждом акте поглощения должны выпол-
")
}
