Кіріспе
Қозған кванттық күйлер, ыңғайлы Ридберг энергия формуласымен
The Rydberg states of an atom or molecule are electronically excited states with energies that follow the Rydberg formula as they converge on an ionic state with an ionization energy. Although the Rydberg formula was developed to describe atomic energy levels, it has been used to describe many other systems that have electronic structure roughly similar to atomic hydrogen. In general, at sufficiently high principal quantum numbers, an excited electron ionic core system will have the general character of a hydrogenic system and the energy levels will follow the Rydberg formula. Rydberg states have energies converging on the energy of the ion. The ionization energy threshold is the energy required to completely liberate an electron from the ionic core of an atom or molecule. In practice, a Rydberg wave packet is created by a laser pulse on a hydrogenic atom and thus populates a superposition of Rydberg states. Modern investigations using pump probe experiments show molecular pathways – e. g. dissociation of (NO)2 – via these special states.
Атомның немесе молекуланың Ридберг күйлері – иондалу энергиясы бар иондық күйге жақындағанда Ридберг формуласына сәйкес келетін энергиясы бар электрондық түрде қозған күйлер. Ридберг формуласы атом энергия деңгейлерін сипаттау үшін жасалған болса да, ол атомдық сутегіге ұқсас электрондық құрылымы бар көптеген басқа жүйелерді сипаттау үшін де қолданылған. Жалпы, жеткілікті жоғары бас кванттық сандарда, қозған электрон-иондық ядро жүйесі сутектік жүйенің сипаттамасына ие болады және энергия деңгейлері Ридберг формуласын сақтайды. Ридберг күйлерінің энергиясы ион энергиясына қарай жиналады. Иондану энергиясы – атомның немесе молекуланың иондық ядросынан электронды толық босатуға қажетті энергия. Іс жүзінде, Ридберг толқындық пакеті сутектік атомға лазерлік импульс арқылы жасалады, осылайша Ридберг күйлерінің суперпозициясын құрайды. Қазіргі зерттеулер, сорғы-проб эксперименттерін қолдана отырып, мысалы (NO)₂ молекуласының осы ерекше күйлер арқылы диссоциациялану сияқты молекулалық жолдарды көрсетеді.
The Rydberg states of an atom or molecule are electronically excited states with energies that follow the Rydberg formula as they converge on an ionic state with an ionization energy. Although the Rydberg formula was developed to describe atomic energy levels, it has been used to describe many other systems that have electronic structure roughly similar to atomic hydrogen. In general, at sufficiently high principal quantum numbers, an excited electron ionic core system will have the general character of a hydrogenic system and the energy levels will follow the Rydberg formula. Rydberg states have energies converging on the energy of the ion. The ionization energy threshold is the energy required to completely liberate an electron from the ionic core of an atom or molecule. In practice, a Rydberg wave packet is created by a laser pulse on a hydrogenic atom and thus populates a superposition of Rydberg states. Modern investigations using pump probe experiments show molecular pathways – e. g. dissociation of (NO)2 – via these special states.
Ридберг сериясы
Ридберг сериясы иондық ядродан электронды ішінара алып тастаумен байланысты энергия деңгейлерін сипаттайды. Әр Ридберг сериясы белгілі бір иондық ядролық конфигурацияға сәйкес келетін иондану энергиясы шегіне жақындайды. Бұл квантталған Ридберг энергия деңгейлерін квазиклассикалық Бор атомдық моделімен байланыстыруға болады. Иондану энергиясы шегіне жақындаған сайын, бас квант саны артады, ал "шегіне жақын Ридберг күйлері" арасындағы энергия айырмашылығы кемиді. Электронның энергия деңгейі жоғарылаған сайын, электронның иондық ядродан кеңістіктегі ауытқуы артады және жүйе Бордың квазиклассикалық моделіне көбірек ұқсай түседі.
Ридберг штаттарының энергиясы
Ридберг күйлерінің энергиясын Ридберг формуласына "кванттық ақау" деп аталатын түзетуді қосу арқылы нақтылауға болады. "Кванттық ақау" түзетуі тараған иондық ядроның болуымен байланысты. Көптеген электрондық түрде қозған молекулалық жүйелер үшін де, иондық ядроның қозған электронмен өзара әрекеттесуі сутек атомындағы протон мен электрон арасындағы өзара әрекеттесудің жалпы сипаттарын алды. Осы күйлердің спектроскопиялық сәйкестендірілуі Ридберг формуласына сәйкес келеді және олар молекулалардың Ридберг күйлері деп аталады.
Молекулалық Ридберг күйлері
Ридберг сериясының энергия формуласы сутек тәрізді атом құрылымының нәтижесі болғанымен, Ридберг күйлері молекулаларда да кездеседі. Жоғары Ридберг күйлерінің толқындық функциялары өте тараң және диаметрлері шексіздікке жақындайды. Осының салдарынан, кез келген оқшауланған бейтарап молекула Ридберг лимитінде сутек тәрізді атом сияқты қасиет көрсетеді. Егер молекула бірнеше тұрақты моновалентті катиондарға ие болса, бірнеше Ридберг тізбегі болуы мүмкін. Молекулалық спектрлердің күрделілігіне байланысты, молекулалардың төменгі Ридберг күйлері көбінесе ұқсас энергиялы валенттік күйлермен араласып, таза Ридберг күйлері болып табылмайды.