химический каталог




Анорганикум Том 1

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

сняется тем, что вследствие уже названных причин устойчивым является состояние, имеющее более высокую вероятность нахождения электронов между ядрами. Даже в случае отсутствия взаимодействия электроны в этом состоянии «не избегают друг друга», т. е. орбиты электронов симметричны без корреляции по Ферми.

Найдем вероятность нахождения электронов для молекулы водорода (для чего возведем в квадрат волновые функции как симметричного, так и антисимметричного состояний):

симметричная функция

фД1) ф42(2) + %2(2) ФД1)+2Фо(1) Ч>»(1) %(2) Ф6(2) антисимметричная функция

ФД1) ФД2)+ФД2) ФД1)-2ФА(1)ФБ(1) ф„(2) ф4(2)

Из сравнения этих выражений (а именно третьего члена) следует, что вероятность нахождения частицы между ядрами выше для -состояния, чем для фА. Третий член этих выражений, имеющий для симметричной функции положительный знак, указывает на то, что как Электрон 1, так и электрон 2 принадлежат обоим ядрам. На рис. А.31 показаны вероятность нахождения электронов для обоих состояний в виде так называемых «геодезических» линий, т. е. линий одинаковой плотности заряда.

Рис А.31. Линии одинаковой электронной плотности для симметричного (а) и антисимметричного (6") состояний молекулы Нг.

Следует также выяснить, не противоречит ли волновая функция tps принципу Паули. Согласование наблюдается, если при одинаковых значениях п, I и т электроны отличаются спином, вследствие чего общие волновые функции электронов од становятся антисимметричными. Тогда выполняется требование (разд. 3.6) об антисимметричности волновой функции молекулы водорода

Решение методом возмущений дает следующие значения энергии es и Ед для состояний ips и ifA (вывод опущен):

es = 2Ј„+Јs(R); Јs(R)=-Ј±Ј

еА=2?0+?А(«); ?А =

Энергии С, А и 5 представляют собой интегральные функции Расстояния между ядрами R (эти функции называют кулонов-№им интегралом, обменным интегралом и интегралом перекрывания). Вычисление значений этих интегралов, как правило, очень сложно. Л и С в определенной области R отрицательны, причем |Л|>]С). С соответствует классическому, а А — неклассическому электростатическому взаимодействию. Тогда для fa-состояния молекулы водорода общая энергия оказывается больше по абсолютной величине, чем энергия 2?0 Для двух изо-Лнрованных атомов водорода. Следовательно, состояние, соот-еетствующее связанным в молекулу атомам, более устойчиво

86

Строение материи

Химическая связь

87

(?0 = — 1320 кДж/моль —энергия, которая выделяется при образовании '/2 моль молекул водорода из атомов). Разность энергии для ips- и трд-состояний зависит от значения обменного интеграла. На рис. А.32 представлены графики функций

?А(Я), ES(R) И С (Я).

В фд-состоянии атомы только отталкиваются, для ipsсостояния получается потен?1 \ циальная кривая, хорошо

Сг+'Г h[R) согласующаяся с экспериментальными данными. Из нее можно определить и равновесное расстояние между атомами, и энергию связи.4

Энергия Јs молекулы водорода значительно меньше энергии образования связи ?0. Для Н2 2?0 = —2640 кДж/ /моль, a Јs = —452 кДж/ /моль. Для более крупных молекул Јs еще меньше; например, для связи О—Н в молекуле воды энергия Јs составляет лишь 0,4% энергии, которую необходимо затратить на диссоциацию воды на составляющие ее атомы.

Со времени опубликования (1927 г.) предложенного Гейтлером и Лондоном кванто-вомеханического расчета строения молекулы водорода приближенные методы были существенно улучшены, и в настоящее время экспериментальные и расчетные данные хорошо согласуются между собой.

Следует лишь еще раз отметить, что именно характер изменения потенциала вблизи ядра — причина наибольшей предпочтительности в энергетическом отношении той или иной (симметричной или антисимметричной) многоэлектронной волновой функции Для двухъядерной системы (молекулы водорода Н2) " это симметричная волновая функция. Однако если обратиться к системе с электронами, имеющими различные волновые функции и одинаковую энергию (например, р- или d-электроны атома), то наиболее выгодна в энергетическом отношении антисимметричная функция: электроны при такой «геометрии» потенциала как бы «избегают» друг друга Это и послужило при-чиной введения правила Хунда (разд. 5 5) Так как функция У симметрична, то в соответствии с принципом Паули о должна быть антисимметрична, т. е. спины должны быть параллельны (разд 3 6).

Надо совершенно ясно представлять себе, что приближенный метод, с которым мы здесь познакомились, является лишь одним из многих возможных Другой подобный метод описан в следующем разделе. Однако рассмотренный метод и полученные результаты полезны, поскольку соответствуют привычной картине так называемой «атомной» или «ковалентной» связи (метод валентных связей). Для наглядности такие связи изображаются с помощью пары точек (пара электронов) (Н: Н) или черточки (Н—Н). Понятие валентности и явление насыщения химической связи хорошо объясняются с помощью метода валентных связей (разд. 6.3).

6.2.4.

(метод молекулярных

Молекулярные состояни

страница 28
< 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
курсы знакомства с компьютером с 0
купить радар детекторы valentine one
двд в подголовники
Wusthof купить

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
(06.12.2016)