химический каталог




Анорганикум Том 1

Автор Г.Блументаль, 3.Энгельс, И.Фиц, В.Хабердитцль и др.

томов возникает «выгодный» в энергетическом отношении эффект «интерференции», сущность которого может быть раскрыта только-методами квантовой механики. Такая «интерференция» вызывает увеличение заряда в пространстве между ядрами за счет заряда, находившегося вблизи них. Таким образом, «провал» плотности заряда между ядрами «выравнивается», что приводит к сильному понижению кинетической энергии (при небольшом увеличении потенциальной). Это вполне соответствует балансу энергии, но противоречит вириальной теореме. Последняя удовлетворяется за счет того, что при образовании молекулы идет и другой энергетически выгодный процесс — сжатие электронного облака всей молекулы. Оба процесса протекают таким образом, что вириальная теорема выполняется: устойчивое состояние молекулы достигается на более низком уровне энергии.

6.2.3. Обменное вырождение. Молекула Н2. Метод валентных связей (ВС)

Прежде чем перейти к двухэлектронным системам, рассмотрим еще один из важнейших подходов к решению проблемы химической связи, который, впрочем, не касается общего энергетического баланса (разд. 6.2.2).

Он распространяется не только на такую двухэлектронную систему, как молекула водорода, но и на атом гелия, и на лю-°ую другую двухэлектронную систему. Оба электрона 1 и 2 характеризуются координатами Xi и х2 и волновыми функциями и Отвлечемся сначала от взаимодействия между части* Волновая функция записывается, например, в виде т])= (— Y'' e-orfai

Хими5",?1л6"",Л-, ТеоРетнчеекая неорганическая химия. Пер. с англ.-М.: "»ня, 1969, с. 165]. —Прим. перев.

82

Строение материи

Химическая связь

i

цами и представим себе, что мы изучаем нейтральные частицы, например нейтроны. В этом случае общая энергия представляет собой сумму энергий обоих электронов

а волновая функция системы — произведение соответствующих волновых функций

1И1,2) = <Гт(1)-ф„(2)

ЭТО следует из того, что вероятность независимого (mecei занного») совместного появления двух независимых событи пропорциональна произведению их вероятностей (разд. 3.6)*.

Мысленно поменяем местами оба электрона. Очевидно, эне] гия системы останется прежней, в то время как волновые фуш ции электронов изменяются. (Пример: qjm = sin .г, (1, 2)=0 и i|> (2, 1) =Таким образом, одному и тому же значению энергии соответствуют две волновые функции ip(l,2) и ip(2, 1), поэтому эти состояния являются вырожденными, иначе говоря, наблюдается обменное вырождение. В действительности никакого «обмена» не происходит, поскольку нельзя различить, «имеет» ли данный электрон волновую функцию фя или фб. Поэтому все электроны неразличимы, и функции tp(l,2) и ip(2, I) не совсем точно отражают состояние двухэлектронной системы. Более удачно приближение, согласно которому, если волновые функции относятся к системам с одной и той же энергией, решение уравнения Шрёдингера можно представить в виде так называемой линейной комбинации волновых функций:

ojj = а% +№» (а, В—некоторые константы)

Таким образом, общее решение уравнения Шрёдингера длядан-ной системы при условии отсутствия электростатического взаимодействия между частицами представляет собой линейную комбинацию функций:

ip = cap(l,2)-f Рф(2,1)

Вероятности состояния системы при обмене электронов равны, т. е.

[e«Kl,2)+p>(2, 1)]2 = [с«К2,1) + РЧ>(1, 2)12

* Если между частицами наблюдается взаимодействие, правило произведения вероятностей соблюдается лишь приближенно. При использовании этого правила в расчетах говорят о «модели независимых частиц».

Отсюда а = ±8, а в наиболее простом случае io=l, В = ±'-Таким образом, для данной системы существуют только две

84

Строение материи

Химическая связь

В уравнении Шрёдингера для нашей системы Д1ф-)-Д2ф+-- (?_ ?/)!, = О

(Ai и Д2 относятся к координатам хи Уг и zi и Х2, Уг и z2 электронов 1 и 2) потенциальная энергия ?/ представляет собой довольно сложную функциональную зависимость, в которой учитываются не только взаимодействия ядро — ядро и ядро — электрон, но и взаимодействие между электронами.

Строгое решение этой задачи для четырех частиц невозможно, поэтому применяют приближенные методы, например метод возмущений. Последний был развит в классической теории движения небесных тел, в особенности для солнечной системы. Примем, что молекула водорода Н2 а нулевом приближении состоит из двух невзаимодействующих атомов водорода а и Ь в основном состоянии (Is). Тогда общая энергия равна сумме энергий отдельных атомов:

Если учесть межатомное взаимодействие, возрастающее по мере сближения атомов, то вырождение двух возможных состояний системы I|JS и фА снимается. Расчет изменения энергии за счет возмущающего воздействия здесь опущен; остановимся только на конечных результатах такого расчета и дадим качественное описание поведения системы. Устойчивое состояние в противоположность «невозмущенному состоянию» имеет более низкую энергию и соответствует симметричной волновой функции

Ч>з = Ф«(1)ф»(2)+Ф0(2)ч>,,(1)

Это объя

страница 27
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257

Скачать книгу "Анорганикум Том 1" (8.12Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
плитка nami
курсы web дизайн москва
чугунные чайники
курсы парикмахера универсала в тушино

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(09.12.2016)