МЕЗОННАЯ ХИМИЯ


МЕЗОННАЯ ХИМИЯ
МЕЗОННАЯ ХИМИЯ

       
метод изучения структуры в-ва (возник в 60-х гг. 20 в.), к-рый использует известные св-ва мюонов (m±), p- и К-мезонов для получения данных об электронной оболочке молекул, кристаллич. и магн. структуре в-в, скоростях хим. реакций и т. д. В М. х. можно выделить четыре осн. направления исследований: p-- и m--M. х., изучение поведения m+ в в-ве и реакций мюония (связанной системы m+ е-).
В основе p--М. х. лежит использование яд. реакции перезарядки p-на ядрах водорода: p-+р®n+p°. Вероятность w этой реакции очень сильно зависит от заряда Z (в ед. заряда протона е) ядра атома Z, с к-рым связан водород в соединении ZmHn, и равна: w(ZmHn)»a(n/m)Z-3. Кроме того, коэфф. а в этой ф-ле даже при одном и том же Z зависит от типа хим. связи между атомами Н, в частности от степени ионности (полярности) связи. Т. о., p--мезонный метод позволяет надёжно отличить химически связанный водород от свободного. Напр., для аммиака NH3 и эквивалентной ему механич. смеси N2+3Н2 измеренное отношение
w(NH3)/1/2w(N2+3H2)»1/10.
В основе m--М. х. лежит измерение энергий и интенсивностей отд. линий рентгеновских серий в мюонных атомах (см. МЕЗОАТОМ) разл. хим. элементов. При захвате m- ядром на возбуждённые уровни и последующих переходах в осн. состояние испускаются характерные для каждого элемента g-кванты. Энергия излучаемых мезорентгеновских серий явл. хар-кой хим. элемента, ядро к-рого вместе с мюоном образует мезоатом. Такой спектральный анализ элементного состава в-в по существу ничем не отличается от обычного спектрального анализа. Однако в отличие от рентгеновских серий обычных атомов, относит. интенсивность отд. линий рентгеновских серий мезоатома зависит от вида хим. соединения, в к-рое входит исследуемый элемент. Это св-во рентгеновского излучения m--атомов положено в основу идеи нового метода анализа в-ва в закрытых контейнерах, к-рый в принципе позволяет определить не только элементный состав образца, но также и вид хим. соединения, составленного из этих элементов.
При изучении св-в в-ва с помощью m+ и мюония (Mu) используется наличие спина у мюона и эл-на, а также факт несохранения четности при распаде m+®e++ve+v=m. Направление вылета е+ в этой реакции коррелированно с направлением спина m+ . Поэтому в магн. поле вследствие прецессии спина мюона с частотой wm= еН/mmс (где H — напряжённость магн. поля, mm, е — масса и электрич. заряд мюона) будет периодически меняться также интенсивность позитронов, вылетающих в нек-ром фиксиров. направлении (рис.);
МЕЗОННАЯ ХИМИЯ
Схема наблюдения спина мюона (m+ ). Магн. поле перпендикулярно плоскости рисунка; толстая стрелка — направление спина m+ .
это даёт возможность следить за направлением спина m+. Т. о., m+ , а также мюоний представляют собой по существу меченые атомы (см. ИЗОТОПНЫЕ ИНДИКАТОРЫ), за движением к-рых можно проследить от момента их рождения до момента распада. В частности, локальные магн. поля в кристалле взаимодействуют со спином m+ и изменяют картину прецессии его спина, что позволяет делать заключения о величине и распределении внутр. магн. полей в кристалле, изучать диффузию мюонов в кристаллах, обнаруживать фазовые переходы с изменением магн. структуры и т. д. Мюоний явл. аналогом атома водорода, поэтому, исследуя реакции мюония, можно сделать заключения о реакциях атомарного водорода. Т. к. спин мюония (в ортосостоянии) равен 1, а приведённая масса прибл. равна массе эл-на, частота его прецессии составляет wMu» еН/2mес. При вступлении мюония в хим. реакцию связь между m+ и е- разрывается и характер прецессии резко меняется, что позволяет определить абс. скорость хим. реакций мюония, а следовательно, и реакций атомарного водорода. С помощью мюония удалось моделировать состояние водородного атома в полупроводниках, растворах и т. д.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. . 1983.

МЕЗОННАЯ ХИМИЯ

- метод изучения структуры вещества, к-рый использует свойства мюонов3018-68.jpg, 3018-69.jpg и 3018-70.jpg -мезонов для получения данных об электронной оболочке молекул, кристаллич. и магн. структуре веществ, скоростях хим. реакций и т. д. Возник в 1960-х гг. В M. х. можно выделить четыре осн. направления исследований: 3018-71.jpg и 3018-72.jpg -мезонная химия, изучение поведения 3018-73.jpg в веществе и реакций мюония (связанной системы 3018-74.jpg

В основе 3018-75.jpg -мезонной химии лежит использование ядерной реакции перезарядки 3018-76.jpg на ядрах водорода: 3018-77.jpg Вероятность W этой реакции очень сильно зависит от заряда Z (в единицах заряда протона е) ядра атома Z, с к-рым связан водород в соединении 3018-78.jpg, и равна.3018-79.jpg Кроме того, коэф. a в этой ф-ле даже при одном и том же Z зависит от типа хим. связи между атомами H, в частности от степени ионности (полярности) связи. T. о., 3018-80.jpg -мезонный метод позволяет надёжно отличить химически связанный водород от свободного. Напр., для аммиака 3018-81.jpg и эквивалентной ему механич. смеси 3018-82.jpg измеренное отношение

3018-83.jpg

Коэф. а зависит также от физ. состояния облучаемого 3018-84.jpg -мезонами вещества. Напр., при нагревании воды от комнатной темп-ры до темп-ры 3018-85.jpgкоэф. a увеличивается примерно вдвое.

В основе 3018-86.jpg -мезонной химии лежит измерение энергий и интенсивностей отд. линий рентг. серий мюонных атомов разл. хим. элементов. При захвате m- на возбуждённые уровни и последующих переходах в осн. состояние 3018-87.jpg -атома испускаются характерные для каждого элемента 3018-88.jpgЭнергия излучаемых мезорент-геновскпх серий является характеристикой хим. элемента, ядро к-рого вместе с мюоном образует мезоатом. Такой спектральный анализ элементного состава веществ по существу ничем не отличается от обычного спектрального анализа. Однако, в отличие от рентг. серий обычных атомов, относит, интенсивность отд. линий рентг. серий мезоатома зависит от вида хим. соединения, в к-рое входит исследуемый элемент. Это свойство рентг. излучения 3018-89.jpg -атомов положено в основу идеи нового метода анализа вещества в закрытых контейнерах, к-рый в принципе позволяет определить не только элементный состав образца, но также и вид хим. соединения, составленного из этих элементов. Используя мюоны малых энергий, можно изучать также свойства и хим. состав поверхностей.


При изучении свойств вещества с помощью 3018-90.jpg и мюония (Mu) используются наличие спина у мгоона и электрона, а также факт несохранения чётности при распаде 3018-91.jpg Направление вылета 3018-92.jpg в этой реакцдш коррелировано с направлением спина 3018-93.jpg . Поэтому в магн. поле вследствие прецессии спина мюона с частотой 3018-94.jpg (где Н - напряжённость магн. поля,3018-95.jpg- масса и электрич. заряд мюона) периодически меняется также интенсивность позитронов, вылетающих в нек-ром фиксиров. направлении (рис.); это даёт возможность следить за направлением спина 3018-99.jpg. T. о.,3018-100.jpg, а также мюоний представляют собой, по существу, меченые атомы (см. Изотопные индикаторы), за движением к-рых можно проследить от момента их рождения до момента распада. В частности, локальные магн. поля в кристалле взаимодействуют со спином 3018-101.jpg и изменяют картину прецессии его спина, что позволяет делать заключения о величине и распределении внутр. магн. полей в кристалле, изучать диффузию мюонов в кристаллах, обнаруживать фазовые переходы с изменением магн. структуры и т. д. Метод изучения свойств вещества с помощью 3018-102.jpgназ. 3018-103.jpg (muon spin rotation), получившим широкое распространение (см. Мюонной спиновой релаксации метод).

Схема наблюдения спина мюона 3018-96.jpg . Магнитное поле перпендикулярно плоскости рисунка; толстая стрелка - направление спина 3018-97.jpg


3018-98.jpg




Мюоний является аналогом атома водорода, поэтому, исследуя реакции мюония, можно сделать заключения о реакциях атомарного водорода. T. к. спин мюония (в ортосостоянии) равен 1, а приведённая масса прибл. равна массе электрона, частота его прецессии составляет 3018-104.jpg. При вступлении мюония в хим. реакцию связь между 3018-105.jpgи 3018-106.jpgразрывается и характер прецессии резко меняется, что позволяет определить абс. скорость хим. реакций мюония, а следовательно, и реакций атомарного водорода. С помощью мюопия удалось моделировать состояние водородного атома в полупроводниках, растворах и т. д.


Развитие получает также мюонная химия сложных атомов. Напр., при захвате 3018-107.jpg на орбиту мезоатомов неона и аргона образуются мезоатомы соответственно с электронными оболочками атомов фтора и хлора. Взаимодействие спинов мюона и нераспаренпого электрона атомных оболочек этих галогенов приводит к тому, что в магн. поле их суммарный магн. момент прецессирует с частотой мюония. Наблюдение этой прецессии позволяет измерять абс. скорости реакций атомов фтора, хлора и т. д.


Лит.: Герштейн С. С. и др., Мезоатомные процессы и модель больших мсзомолекул, "УФН", 19G9, т. 97, с. 3; Гольданский В. И., Fирсов В. Г., Химия новых атомов, "Успехи химии", 1971, т. 40, в. 8, с. 1353; Muon physics, v. 3, ed. by V. W. Hughes and C. S. Wu, N. Y., 1975; Exotic atoms, 79, N. Y., 1980; Кириллов-Угрюмов В. Г., Никитин Ю. П., Сергеев Ф. M., Атомы н мезоны, M., 1980.

Л. И. Пономарёв.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.


.

Смотреть что такое "МЕЗОННАЯ ХИМИЯ" в других словарях:

  • мезонная химия — mezochemija statusas T sritis chemija apibrėžtis Chemijos šaka, nagrinėjanti sistemas, kuriose arba atomo branduolys pakeistas kita teigiamąja, arba elektronas – kita neigiamąja dalele. atitikmenys: angl. mesochemistry rus. мезонная химия; химия… …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • МЕЗОННАЯ ХИМИЯ — (химия элементарных частиц), раздел химии, изучающий системы, в к рых либо ядро атома заменено на др. положит. частицу (m+ мюон, позитрон), либо электрон заменен на др. отрицат. частицу (m мюон, p мезон, К мезон, S гиперон, антипротон). Назв. М.… …   Химическая энциклопедия

  • мезонная химия — изучает строение вещества и некоторые физико химические процессы с использованием мюония и позитрония …   Энциклопедический словарь

  • МЕЗОННАЯ ХИМИЯ — раздел химии, изучающий системы, в к рых либо ядро атома заменено на др. положит, частицу (n+ мюон, позитрон), либо электрон заменён на др. отрицат. частицу (n мюон, ПИ мезон, К мезон, Е гипером, антипротон). Наиб. исследованы атомные системы,… …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • химия элементарных частиц — mezochemija statusas T sritis chemija apibrėžtis Chemijos šaka, nagrinėjanti sistemas, kuriose arba atomo branduolys pakeistas kita teigiamąja, arba elektronas – kita neigiamąja dalele. atitikmenys: angl. mesochemistry rus. мезонная химия; химия… …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • Ядерная химия — Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей. Ядерная химия  часть химии высоких энергий, раздел физической химии  изучает …   Википедия

  • ЯДЕРНАЯ ХИМИЯ — устанавливает взаимосвязь между физ. хим. и ядерными св вами в ва. Иногда Я. х. неправильно отождествляют с радиохимией. Можно выделить след. основные направления Я. х.: исследование ядерных реакций и хим. последствий ядерных превращений; химия… …   Химическая энциклопедия

  • ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ — в узком смысле частицы, к рые нельзя считать Состоящими из других частиц. В совр. физике термин Э. ч. используют в более широком смысле: так наз. мельчайшие частицы материи, подчиненные условию, что они не являются атомными ядрами и атомами… …   Химическая энциклопедия

  • mesochemistry — mezochemija statusas T sritis chemija apibrėžtis Chemijos šaka, nagrinėjanti sistemas, kuriose arba atomo branduolys pakeistas kita teigiamąja, arba elektronas – kita neigiamąja dalele. atitikmenys: angl. mesochemistry rus. мезонная химия; химия… …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • mezochemija — statusas T sritis chemija apibrėžtis Chemijos šaka, nagrinėjanti sistemas, kuriose arba atomo branduolys pakeistas kita teigiamąja, arba elektronas – kita neigiamąja dalele. atitikmenys: angl. mesochemistry rus. мезонная химия; химия элементарных …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.