Автор настоящей книги профессор Г. Герцберг, лауреат Нобелевской премии, присужденной ему в 1971 г. за работы в области молекулярной спектроскопии, является крупнейшим специалистом в этой области, и каждая его новая работа или монография привлекает внимание и вызывает большой интерес в широких кругах физиков и химиков-спектроскопистов. Эта, последняя, монография Герцберга, как следует из ее названия, посвящена спектрам и строению простейших двухатомных и многоатомных свободных радикалов, т. е. молекул, которые при обычных условиях (комнатной температуре и нормальном давлении) не могут образовывать термодинамически стабильных «химически индивидуальных» веществ, так как при соударениях они реагируют с образованием других молекул.
Строго говоря, нельзя дать достаточно обоснованного определения понятия «свободного радикала» и установить различие между ним и понятием «молекулы». Поэтому деление всех стабильных частиц на «обычные» молекулы и так называемые «свободные радикалы» в значительной мере произвольно.
Теория, описывающая возможные электронные, колебательные и вращательные состояния как «обычных» молекул, так и «свободных радикалов», исходит из одних и тех же квантовомеханичес-ких уравнений и приводит к одним и тем же общим конечным выражениям для значений физических величин, возможных в различных состояниях этих частиц («обычных» молекул или «свободных радикалов»).
В книге кратко изложены основные результаты теории электронных, колебательных и вращательных состояний молекул (включая свободные радикалы), рассмотрены возможные переходы этих частиц из одних состояний в другие и спектры, возникающие при таких переходах, сведения о молекулярных постоянных, получаемые при интерпретации спектров. Помимо краткого изложения общих вопросов теории состояний и спектров молекул, книга содержит конкретные данные по спектрам, строению и молекулярным постоянным простейших двухатомных и многоатомных молекул, относимых автором к числу «свободных радикалов». В книге наиболее полно и основательно излагаются вопросы, относящиеся к этой области. Многие экспериментальные результаты получены самим Герцбергом и его сотрудниками.
Поскольку большинство рассмотренных свободных радикалов — продукты сгорания топлив и компоненты низкотемпературной плазмы, приведенные данные имеют не только чисто научный интерес, но и важны при решении некоторых практических задач новой
техники.
Книга Герцберга, с одной стороны, будет полезным пособием по молекулярной спектроскопии простейших молекул, с другой — является тщательно составленной сводкой данных по спектрам, строению и молекулярным постоянным ряда простейших молекул.
Более подробное изложение многих рассмотренных здесь вопросов можно найти в трех известных монографиях Герцберга, переведенных на русский язык ранее (см. [I], [II], [III] в списке литературы в конце книги). В соответствующих местах книги даются ссылки на эти монографии.
В. Татевский
ИЗ ПРЕДИСЛОВИЯ АВТОРА
Интенсивные исследования спектров свободных радикалов, предпринятые за последние двадцать лет многими спектроскопистами, привели к значительным успехам в понимании структуры радикалов и структуры молекул вообще. Эта тема являлась предметом моих Бекеровских лекций, прочитанных в Корнельском университете осенью 1968 года. Для того чтобы изложить вопросы, связанные со спектрами свободных радикалов, необходимо было прежде всего дать общее представление о молекулярной спектроскопии, выбирая из обширного материала те вопросы, которые имеют особое значение для изучения спектров свободных радикалов, и используя там, где это возможно, в качестве примеров спектры свободных радикалов.
Поэтому настоящий печатный вариант лекций включает в себя крайне сжатый конспект моей трехтомной монографии, посвященной молекулярным спектрам и структуре молекул ([I], [la], [II] и [III]). В связи с этим я надеюсь, что предлагаемая вниманию читателей книга будет полезной не только для тех, кто интересуется свободными радикалами, но и для тех, кто хотел бы иметь краткое введение в молекулярную спектроскопию.
Может быть, интересно отметить, что мой первоначальный план 40-летней давности заключался в написании небольшой книги такого типа объемом не более 200 страниц. Однако в то время я не смог предотвратить превращение этого плана в трехтомную работу (объемом более 2000 страниц) и очень рад, что теперь благодаря приглашению Корнельского университета первоначальный
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие ................. 5
Из предисловия автора .............. 7
Глава \. Введение ............... 9
Глава 2. Двухатомные радикалы и ионы ........ 23
А. Уровни энергии и волновые функции........ 23
1. Вращение (24)^.2. Колебание (26). 3. Электронные состояния и электронные волновые :*функции (30). 4. Взаимодействие вращательного и электронного движения (43)
Б. Переходы между уровнями энергии. Примеры ..... 52
1. Правила отбора (52). 2. Вращательные спектры и родственные им • спектры (56). 3. Колебательно-вращательные спектры (61). 4. Электронные спектры (65)
Глава 3. Линейные многоатомные радикалы и ионы .... 86
A. Колебания и колебательные уровни.......... 86
Б. Вращательные уровни. Взаимодействие вращения и колебания . 89
1. Невырожденные колебательные уровни (89). 2. Вырожденные колебательные уровни (90)
B. Взаимодействие колебательного и электронного движения
(электронно-колебательное взаимодействие)....... 92
1. Невырожденные электронные состояния (91). 2. Вырожденные электронные состояния. Синглетные состояния (92). 3. Вырожденные .электронные состояния. Дублетные состояния (97)
Г. Переходы между уровнями энергии. Примеры...... 99
1. Вращательные и колебательно-вращательные спектры (99). 2. Электронные переходы. Правила отбора "(100). 3. Колебательная структура электронных переходов (101). 4. Вращательная структура электронных переходов (108)
.Д. Электронные конфигурации ........... ИЗ
Глава 4. Нелинейные многоатомные радикалы и ионы . . 119
А. Электронные состояния ............ 119
1. Классификация (119). 2, Электронные конфигурации (122)
Б. Колебательные уровни. Электронно-колебательные взаимодействия 133 1. Невырожденные электронные! состояния (133). 2. Вырожденные электронные состояния (136)
В Вращательные уровни. Электронно-колебательно-вращательные
взаимодействия ............; 140
. 1. Молекулы типа симметричного волчка (141). 2. Молекулы типа асимметричного волчка (147). 3. Квазилинейные молекулы (152)
Г. Переходы между уровнями энергии. Примеры ..... 155
1. Вращательные и колебательно-вращательные спектры (155). 2. Электронные переходы (156). 3. Колебательная структура электронных переходов (158). 4. Вращательная структура электронных переходов (163)
Глава 5. Диссоциация, предиссоциация и рекомбинация . . . 176
A. Непрерывные спектры ............. 176
.Б. Диффузные спектры. Предиссоциация и преионизация . . . 177
1. Процессы Оже (177). 2. Предиссоциация (181). 3. Типы предиссоциации (183). 4. Правила отбора для предиссоциации (1S3). 5. Метастабильные ионы (187). 6. Определение энергии диссоциации (188). 7. Преионизация (190)
B. Рекомбинация ................ 190
•Список обозначений.................. 192
Список литературы ............... 197
Предметный указатель ................ 201
Указатель соединений................. 207
Цена: 100руб.
