равновесная конфигурация

РАВНОВЕСНАЯ КОНФИГУРАЦИЯ молекулы- расположение атомов в молекуле, соответствующее минимуму потенциальной поверхности. Понятие Р. к. имеет смысл только в адиабатическом приближении, при к-ром разделяются электронные и ядерные движения. При строгом рассмотрении говорить о Р. к. молекул не имеет смысла, т. е. понятие Р. к. является приближённым.

Р. к. относительно устойчива, каждая Р. к. характеризуется определ. внутр. энергией молекулы, переход из одной Р. к. в другую осуществляется при квантовых переходах. В случае двухатомной молекулы Р. к. характеризуется равновесным межатомным расстоянием (равновесной длиной связи). В разл. электронных состояниях молекула может иметь разл. Р. к. Так, молекулы с линейной Р. к. в осн. электронном состоянии (напр., С₂Н₂) в нек-рых возбуждённых состояниях имеют нелинейную Р. к.; пирамидальная в осн. состоянии (группа симметрии С_3u) молекула NH₃ в возбуждённом электронном состоянии 3d²E имеет плоскую Р. к. (группа симметрии D_3h).

В данном состоянии многоатомная молекула может иметь одну или неск. Р. к. При наличии неск. эквивалентных (т. е. получаемых друг из друга при операциях симметрии) Р. к. возможно туннелирование между ними, приводящее к туннельному расщеплению уровней энергии молекулы. Напр., туннелирование между двумя Р. к. молекулы NH₃ приводит к инверсионному расщеплению уровней энергии, величина к-рого составляет ок. 24 ГГц в осн. колебат. состоянии и ок. 35 см^-1 в первом возбуждённом колебат. состоянии. Неэквивалентные Р. к. наз. конформерами или конформация-ми молекул.

Р. к. определяются совокупностью равновесных координат атомных ядер или длин связей и валентных углов, к-рые наз. структурными параметрами молекулы. Для небольших молекул неэмпи-рич. методы квантовой химии, учитывающие электронную корреляцию, позволяют с достаточной точностью (~ 0,0005 нм и ~ 0,5°) определять структурные параметры. Экспериментально структурные параметры можно определить методами электронографии и спектроскопии высокого разрешения (в частности, микроволновой спектроскопии). Однако из эксперимента определяются эфф. значения структурных параметров, к-рые отличаются от равновесных на (0,005-0,0001) нм. При точности измерений частот вращат. переходов 1-100 кГц такие расхождения на 3-5 порядков выходят за пределы погрешностей измерений. Кроме того, из простых спектральных измерений можно определить не более трёх вращат. постоянных, тогда как молекула может характеризоваться значительно большим числом структурных параметров. Процедура эксперим. определения всех параметров Р. к. молекулы очень сложна и проделана ещё только для нек-рых 3- и 4-атомных молекул. Структурные параметры, определяемые из эксперимента, несут информацию об адиабатич., неадиабатич., релятивистских и др. поправках, эксперим. значения используют в квантовомеханич. расчётах.

Лит. см. при ст. Молекула, Молекулярные спектры.

М. Р. Алиев.,

   <<      Предметный указатель      >>