Химическая энциклопедия - квадрупольный момент

электрический, тензор Q, характеризующий электростатич. потенциал j(R) системы зарядов (атома, молекулы, кристалла) на большом расстоянии Rот 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 к-рой рассматриваются заряды. К. м. Qпоявляется 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 qi и радиусами-векторами ri (i-номер частицы) имеет вид: где полный заряд системы, -дипольный момент системы, Q-K. м., компоненты к-рого Qab равны: xai и xbi декартовы координаты вектора ri, т. е. x1i=xi, x2i=yix3i=zi;dab принимает значение 1 при a=b и 0 при a№b (a,b=1,2,3). Для системы с непрерывным распределением заряда с плотностью r(r) заряд (dv - элемент объема), дипольный момент m=, компоненты тензора К.

м. равны: Размерность К. м. в СИ-Кл ^. м ². Для молекул часто используют в качестве единиц К. м. величину 10^-26 единиц заряда СГС ^. см ² ~ 3,3^.10^-40 Кл ^. м ²; для К. м. ядер величину 10^-34 единиц заряда СГС ^. см ². Часто К. м. ядер выражают в единицах абс. заряда электрона е: Q/e=10^-24 см ², что соответствует ~ 4,803^.

10^-34 единиц заряда СГС ^. см ². К. м. для сферически симметричного распределения заряда (а также для распределений кубич. и тетраэдрич. симметрии) равен нулю, тогда как для систем с более низкой симметрией распределения заряда К. м., как правило, отличен от нуля. Поэтому К. м. есть характеристика распределения заряда в системах заряженных частиц.

При этом всегда Qxx+Qyy+Qzz=0, а система координат м. б. выбрана так, что Qab=0 при a№b. Во внеш. электрич. поле напряженности Е(Е x, Е у,< Е z) энергия Еэлектрически нейтральной системы зарядов при m=0 равна: причем производные РEb/Рxa предполагаются постоянными в области распределения зарядов. В химии рассматривают квадрупольное взаимод.

атомов, молекул на сравнительно больших расстояниях. Энергия такого взаимод. для частиц, не обладающих дипольным моментом, убывает с увеличением расстояния Rпропорционально 1/R⁵ (см. Поляризуемость). К. м. молекул м. б. определены экспериментально (напр., по компонентам мол. g-фактора, по главным моментам инерции и анизотропии магн.

восприимчивости, по величинам двойного лучепреломления при наличии градиента электрич. поля), а также м. б. рассчитаны методами квантовой механики. Так, для молекулы фторацетилена 3,96, .