Файл: Крюкова Л.Н. Сверхтонкие взаимодействия в ядерной физике учеб. пособие для студентов физ. фак.pdf

ширинами

ядерных уровней. Поэтому с помощью

эффекта мессбауе -

ра они могут изучаться с большой точностью.

На

рис. 53

в качестве примера показан спектр

п о г л о -

щѳния

X -лучей

14,4

кэв ядрами

r e

, входящими

в

5

t r

соединение ферроцианид

брома. Источником служил

СО

,

!

\f

S 'о

• . . .

1

-0,4 -<JJ

-ол •0,1

О

0,1 OA 0,3 0,4

Скорость

СМ/С9К

Рио. 53. Спектр поглощения

>г - лучей

14,4 кэв

в , соединении

ог.СЪ(СН)1.

Источник -

" С о

в Cr.

*

'

поглотитель определяется

произведением ядерного и электронно ­

го факторов. Поэтому оба

эти фактора на

могут

быть определе ­

ны" одновременно из одного

опыта. Однако

само

по себе система ­

позволяет установить ванные закономерности,

характеризующие

электронную отруктуру этих соединений.

Характерным примером таких исследований

является у с т а ­

ности

связи в

ряду

галогенидов четырехвалентного

олова

Sn.Гч

,

где

Г

—

F , СС,ВггЭ . Степень ионнооти связи

х а ­

рактеризует полноту

передачи валентных электронов от катиона

к а г і о н у ,

т . е .

учитывает

вклад связи ковалѳнтного типа .

Сте ­

пень

ионности

Д %

определяется как

разность

эл ѳ ктроот -

рицательностей

атомов,

образующих

(двухатомную)

молекулу

. Величины

измеренных

изомерных

сдвигов для

у

-линии

23,8

к э в

ОЛ-

в галогѳнидах олова по отношению к

о( - Ьп

( с е р о е

олово)

нанесены

на

график рио .

54

в зависимости

от

&У-

, отложенных

по

оси абсцисс .

Оказа ­

л о с ь ,

что

все

точки

с

хорошей точностью

ложатся

на одну

п р я ­

нув, т . е . изомерный

сдвиг

о к а з а л с я

прямо

пропорционален

с т е ­

пени

ионности

ов я з и .

гаяогенидов

Sa

относительно а< - Sn

в зависимости

от

разности а л е к т р о -

отрицательностей

о л о ю - г в д о г е н Д ^ .

При

этом оказывается,

что Д в £ ( S n . f ^ ) - E ( & S n ) * 0 ,

т . е .

энергия

у

-перехода в

ol-Sn,

больше, чей в

галогенидах

олова . Эти результаты

могут

быть

интерпретированы

следующим

образом .

Нейтральный

атом

олова

имеет

14 электронов сверх

з а п о л ­

ненной

оболочки

криптона,

образующих

конфигурацию

( 4 d

) ^

( 5 s

) 2

( 5 р

) 2 . В предельном

случав

полностью

ионных ооеда -

нений 4-валентного олова

конфигурация внѳаней

ободочки

е с т ь

( 4 d

т . е . оба 5 S

электрона

удаляютоя не атома . Пол-

решетке

с<

- Six

имеют конфигурацию (5 s

) ( 5 р

) 3

. Сле­

довательно,

серое олово имеет фактически один

S

- электрон

не каждый атом . Поэтому

при переходе

от

ковалентного Ы -

S a

к 4-валентным соединениям с

большой степенью ионности плот -

нооть

5s

- электронов

на

ядрах

S п.

должна

уменьшаться

пропорционально

отепени

ионности

с в я з и . При этом будет

умень­

шаться (отрицательный) вклад в электростатическую энергию

взаимодействия. Следовательно, при 6R/R

>

0

энергия

у

-перехода в

ионном соединении

будет

меньше,

чем в Ы -

Sn.

о при

SR/R

<

0

-

больше. Данный

опыт показывает, что

для

ядра W £ r t

6R/R->0

, т . е . в

возбужденном состоянии

23,8

кэв его

размеры больше,

чем в ооновном

состоянии.

Диалогичные

измерения,

проделанные

для соединений

с у р ь ­

мы,

показали

что для изотопа

56*

(EQ

в 37,?

кэв)

SR/R

<0,

причем,

8 R/R

ai .

Sb

-

5,5 * 0,3

(SR/R

" ' S a )

Таким

образом,

ядро

SfSo

, в противоположность

so^11- •

имеет

более

компактную структуру в возбужденном, а

не

в о с ­

новном

ооотоянин.

Исходя

из представлений

об электронной отруктуре ооѳди-

неь..й

типа

Sn.

,

можно

оценить изменения

| \ { > ( 0 ) | *

при

переходе

от

чиото

ковалентного Ы ~ Six.

к почти

чиото

ионно­

му

StiF^

. Из этих

оценок

следует,

что (SR/R)

Ъп. «

10 .

-

194

-

Более точные значения

д | ц / ( О д

были получены из

ИЗИе-

рений коэффициентов конверсии

у

-перехода 23,8 кэв

on .

(6R/R)

Sri -

* 1,8 • Ю .

Отсюда

(SR/R)'"S6

«

- 9,9

10~4.

Следует отметить, что значительные изомерные сдвиги

наблюдаютоя

также в ыессбаузровоких

спектрах

на изотопе

г е

в ризличных

соединениях

железа,

хотя

в

железе

валентными

я в ­

ляются

3 d

- электроны,

дающие

нулевую

плотность заряда в

о б ­

ласти

ядра.

Объяснение

изомерного

сдвига

в

железе

качественно

с в о ­

дится к следующему. Орбиты валентных

Зс/ -

электронов

в з н а ­

чительной степени перекрываются о орбитами

4$ - э л е к т р о н о в .

Поэтому

уход

Зо/ - электрона из

атома

в

химическую

овязь

умень ­

шает

экранирование

4s

- электронов

и

их

плотность

на

ядре

Fe

в о з р а с т а е т .

Действительно,

наблюдается

большая раэнооть

изомерных сдвигов между 2 - и 3-валентными соединениями

F e ,

имеющими

конфигурации

3 d *

и 3 d 5 .

»

S7

Из

анализа

изомерных

сдвигов

для

у

-линии 14,4

кэв

су

Fe

в различных соединениях было получено: (SR/R)

Fe

•

= -

1,4

. К Г 3 .

Изучение

систематики

поведения

изомерных сдвигов

в р а з ­

личных химических соединениях, содержащих иѳссбауэровскиѳ

изотопы,

сыграли

и

продолжают играть

очень

важную

роль

в

н е -