Вращательный магнитный момент молекулы метана и электрический дипольный момент связи С—Н

Показано, что сочетание квантово-механических расчетов поляризационной парамагнитной восприимчивости молекулярных фрагментов с экспериментальными данными о вращательных g-факторах позволяет определить знак и величину электри­ческого дипольного момента молекулярного фрагмента или отдельной химической связи более надежно, чем прямой расчет дипольного момента с приближенной волно­вой функцией связи. Метод проиллюстрирован на примере молекулы метана и метильной группы. Найдено, что дипольный момент связи С—Н в них составляет 0,5D (С⁺Н‾). Предложен метод самосогласованного определения параметров волновых функций связей, основанный на требовании совпадения значений дипольных моментов, рассчитываемых непосредственно, и значений, получаемых с использованием данных о g-факторе молекулы и о собственном парамагнетизме связей. Дана также математически строгая алгебраическая нижняя граница для дипольного момента связи, вычисленная из экспериментального g-фактора и геометрии ядерного остова мо­лекулы, без использования каких-либо волновых функций. Из нее, в частности, сле­дует, что дипольный момент связи С—Н в метане не может (при полярности С⁺Н‾) превосходить значения 0,903D. Это позволяет из множества опубликованных теорети­ческих значений дипольного момента этой связи исключить результаты целого ряда работ как заведомо неверные. На основе сопоставления g-факторов молекулы СН₄ и молекул вида СН₂Х сделан вывод, что электронные свойства связи С—Н в метане и метильной группе практически одинаковы и хорошо описываются в рамках адди­тивной схемы.