Главная > Разное > Современная квантовая химия. Том 2
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

II-3. Электроны в жидкостях. II

Дж. Джортнер, С. А. Райс, Н. Р. Кестнер

1. Введение

Изучение связывания электронов в жидкостях было начато давно, так что уже в настоящее время эту проблему можно считать классической [1 а-в]. Действительно, в 1963 г. происходила конференция, посвященная столетию изучения металл-аммиачных растворов. Существуют различные причины, которые вызывают интерес к проблеме связанных и свободных электронов в жидкостях:

1. Выяснение природы отрицательно заряженных форм в системах, в которых электрон не образует химических связей, представляет значительный теоретический интерес. Другими словами, мы хотим знать, «что делают» избыточные электроны в жидкости.

2. Избыточные электроны можно использовать при изучении геометрии молекул и других свойств в жидком состоянии.

3. Понимание свойств изолированных электронов в жидкости может служить первым шагом к пониманию более сложных систем, таких, как смеси металл — расплавленные соли, жидкие металлы и жидкие органические полупроводники. Во всех этих системах перенос заряда носит, как считается, электронный характер. Однако отсутствие упорядоченной структуры не позволяет здесь непосредственно использовать теоретические представления, развитые в физике твердого тела.

Мы будем рассматривать следующие системы:

а) растворы металлов в таких полярных растворителях, как аммиак, амины и эфиры [1 а-в];

б) электроны в полярных растворителях, подобных воде или спиртам, для которых имеются спектроскопические доказательства образования сольватированных электронов

в) избыточные электроны в неполярных растворителях, таких, как жидкие гелий, аргон и т. п., где при крайне малых концентрациях электронов (порядка возможно экспериментальное изучение электропроводности [3];

г) системы металл — расплавленные соли [4];

д) жидкие металлы [5].

Остановимся теперь на некоторых современных теоретических подходах к описанию взаимодействия электронов с полярными

и неполярными растворителями. Отметим прежде всего, что исследование поведения электронов неполярных растворителей, таких, как жидкий гелий, позволяет получить ценную информацию о близкодействующих силах между электроном и молекулами растворителя. В неполярных жидкостях взаимодействие электрон — среда существенно слабее, чем в полярных. Наиболее успешная трактовка связи электронов в полярных растворителях была получена на основе использования континуальной модели. Раствор при этом приближенно представляется как непрерывная диэлектрическая среда, в которой дополнительным электроном порождается поле поляризации. Распределение заряда и уровни энергии электрона зависят от взаимодействия с этим поляризационным полем, которое в свою очередь определяется плотностью заряда. Следует подчеркнуть, что при такой трактовке энергия взаимодействия электрон — среда возникает как следствие дальнодействующих сил.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление