Sprzężenie spinowo-orbitalne


Sprzężenie spinowo-orbitalne w encyklopedii

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Sprzężenie spinowo-orbitalne (sprzężenie spin-orbita) – wzajemne magnetyczne oddziaływanie pomiędzy orbitalnym a spinowym momentem magnetycznym. Pojęcie jest stosowane w mechanice kwantowej, spektroskopii i chemii koordynacyjnej.

Istota zjawiska | edytuj kod

Każdy elektron posiada własny spin, który determinuje spinowy moment pędu. Pozostają one w ciągłym ruchu, a ponieważ są obdarzone ładunkiem (ujemnym), to posiadają moment magnetyczny związany ze spinem. Zatem zachowują się jak miniaturowe magnesy, które orientują się w polu magnetycznym. Ponadto każdy elektron posiada orbitalny moment pędu, zachowujący się jak obwód prądowy i związany z nim moment magnetyczny. Wzajemne oddziaływanie momentów pędu spinowego i orbitalnego nazywane jest sprzężeniem spinowo-orbitalnym.

Wielkość sprzężenia zależy od wzajemnej orientacji obu momentów magnetycznych. Orientacja tychże momentów zależy wyłącznie od całkowitego momentu pędu elektronów, wyrażonego poprzez wektorową sumę orbitalnego i spinowego momentu pędu. Kiedy są one skierowane przeciwnie, całkowity moment ma niską wartość, natomiast gdy są niemal równoległe – wysoką.

Stała sprzężenia | edytuj kod

Obok efektu Jahna-Tellera sprzężenie spin-orbita ma wpływ na kształt związków kompleksowych (powoduje lekkie rozszczepienie poziomów), a w konsekwencji na obraz widm UV-Vis. Dobrą metodą do określenie rzeczywistej wartości rozszczepienia, spowodowanego przez oddziaływanie spin-orbita, jest wyznaczenie stałej sprzężenia (ζ). Opisuje ona rozszczepienie spektralne i mierzy się ją w cm−1. Rozszczepienie to odgrywa rolę jednak tylko w przypadku pasm o słabej intensywności, powstałych w wyniku przejść spinowo wzbronionych. Obliczenia kwantowe wykazały następującą zależność energii poziomów od liczb kwantowych, z uwzględnieniem stałej sprzężenia:

E l , s , j = 1 2 h c ζ j ( j + 1 ) l ( l + 1 ) s ( s + 1 ) , {\displaystyle E_{l,s,j}={\frac {1}{2}}hc\zeta [j(j+1)-l(l+1)-s(s+1)],}

gdzie:

Bibliografia | edytuj kod

  • Peter W. Atkins: Chemia fizyczna. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2001, s. 354–356. ISBN 83-01-13502-6.
  • S.F.A. Kettle: Fizyczna chemia nieorganiczna: na przykładzie chemii koordynacyjnej. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 1999, s. 215–217. ISBN 83-01-12840-2.
Na podstawie artykułu: "Sprzężenie spinowo-orbitalne" pochodzącego z Wikipedii
OryginałEdytujHistoria i autorzy