квадрупольный момент

КВАДРУПОЛЬНЫЙ МОМЕНТ электрический

тензор Q, характеризующий электростатич. потенциал j(R) системы зарядов (атома, молекулы, кристалла) на большом расстоянии R от нее (по сравнению с размерами системы). Простейшая модель системы с К. м. — квадруполь, представляет собой два диполя с равными по величине, но противоположно направленными дипольными моментами. Если система зарядов электрически нейтральна и ее дипольный момент равен нулю, К. м. не зависит от выбора начала системы координат, в которой рассматриваются заряды. К. м. Q появляется в третьем члене разложения j(R) в ряд по обратным степеням расстояния от начала системы координат, связанной с системой зарядов, до точки, определяемой концом вектора R. Это разложение для системы частиц с зарядами q_i и радиусами-векторами r_i (i-номер частицы) имеет вид: Q_zz=3,96, Q_xx=Q_yy=-1,98∙10⁻²⁶ единиц заряда СГС∙см² (ось z совпадает с осью молекулы), для молекулы CO Q_zz=-4,3, Q_xx-Q_yy=2,15∙10⁻²⁶ (в тех же единицах). К. м. обладают мн. атомные ядра. Если ядро с равномерно распределенным зарядом вытянуто вдоль некоторой оси 2, Q>0; если ядро сплюснуто, то Q<0. К. м. ядер изменяются в широких пределах, напр. в единицах 10⁻²⁴ см² для ядер ¹⁷O Q=-0,021, ³⁵С1 Q=-0,0789, ²⁷Al Q=0,149. Как правило, большие К. м. ядер положительны, т. е. распределение заряда в них соответствует вытянутому эллипсоиду вращения. Взаимодействие К. м. ядра с электрич. полем кристалла или молекулы приводит к появлению различных по энергии состояний ядра, соответствующих разл. ориентации ядерного спина относительно осей симметрии кристалла или молекулы. Число разрешенных ядерных ориентации определяется ядерным магн. моментом, связанным со спином ядра, и равно 2I+1, где I — спиновое квантовое число ядра (см. ядро атомное). Низший по энергии уровень отвечает такой ориентации ядра, при которой положит. заряд на сплюснутом или вытянутом ядре располагается ближе всего к наиб. плотности отрицат. заряда в электронном окружении этого ядра. Резонансное поглощение энергии электромагн. поля, обусловленное квантовыми переходами между уровнями энергии, связанными с ядерными ориентациями, наз. ядерным квадруполышм резонансом.

^{Лит.: Гречишкин B.C., Ядерные квадрупольные взаимодействия в твердых телах, М., 1973; Флайгер У., Строение и динамики молекул, пер. с англ., т. 1–2, М., 1982. См. также лит. при ст. ядерный квадрупольный резонанс.}

_{И. Ф. Степанов}