химический каталог




Органическая химия

Автор И.И.Грандберг

отвечала определенная форма электронной орбиты, которая обозначалась как s (при I — 0), р (при I = 1), d (при I = 2) и т. д.

В 1924 г. де Бройль высказал предположение, что любую движущуюся частицу можно отождествить с волной, длина (X) которой обратно пропорциональна импульсу частицы (р), равному mv\ X = h/(mv).

Соотношение справедливо для любых частиц, но при больших т длина волны X исчезающе мала и поддается реальному измерению лишь для очень малых частиц, по массе близких к массе электрона. В 1928 г. Томсон, изучая дифракцию электронов, экспериментально обосновал соотношение де Бройля.

В то же время Гейзенбергом был сформулирован принцип неопределенности, который в применении к движению электрона утверждал, что обе характеристики движения электрона в атоме (координаты в пространстве и скорость движения в какой-либо момент времени) не могут быть одновременно определены с такой точностью, как этого требовала теория Бора. Из принципа неопределенности следовало, что чем точнее определяется скорость электрона, тем большая ошибка допускается в определении его координат, и наоборот. Возникла насущная необходимость в создании более удачного метода описания движения электронов в атомах.

Волновое уравнение Шредингера. Такой метод и соответствующий математический аппарат были предложены в 1926 г. Щрединге590

591

ром на базе начинавшей формироваться к этому времени квантовой механики, исходными основными положениями которой были:

1) движение электронов носит волновой характер;

2) наши знания об этом движении могут иметь лишь вероятностный

(статистический) характер.

Поскольку движение электрона рассматривается как волновое движение, то его описание возможно с помощью волнового уравнения. По аналогии с уравнениями, описывающими упругие механические, звуковые и световые волны, уравнение движения электрона по орбитали получило название волнового уравнения Шредингера.

Для закрепленной с одного конца (точка О) колеблющейся структуры характерна стоячая волна (рис. 1). Для этой волны максимумы , уг) и минимумы (х3, у3) амплитуды чередуются, располагаясь в плоскости ху по разные стороны от оси jr. На половине пути между минимумом и максимумом (точки х2 и х4) амплитуда равна нулю. Эти нулевые положения амплитуды носят название узлов; при переходе через узел направление и знак амплитуды изменяются. Амплитуда стоячей волны есть функция лишь одной координаты — расстояния по оси х.

VI

/

Х1 Х2\ 1 X

Уз

Рис. 1. Графическое изображение стоячей волны

Одним из основных отличий электронных волн (для трактовки которых вводится понятие волновой функции) от стоячих волн является то, что электронные волны распространяются в пространстве, а не в плоскости и их амплитуды зависят от трех координат (х, у, г).

Что означает положение о вероятностном характере наших знаний о движении электрона? Согласно принципам квантовой механики, мы можем определить лишь вероятность нахождения электрона в данной области пространства, окружающего точку с координатами (х, у, г), но не его точные координаты. Обычно функция вероятности обозначается через р(х, у, г), и тогда электрон с максимальной вероятностью будет находиться в той области пространства, где р максимальна.

1.

Бели в пространстве по осям х, у, z выделить бесконечно малый участок drdj/dz = dx, то pdx будет вероятностью нахождения электрона в объеме dr. Так как электрон должен где-то находиться, то интегрирование этой величины по всему пространству (от -оо до -и») должно дать величину, равную единице:

JpdxДля любого уравнения волнового движения очень важную роль играет квадрат амплитуды волны, который, например, для уравнения колебания струны пропорционален ее энергии колебания; для энергии электромагнитного поля плотность энергии пропорциональна величине {Е2 +? Н2}, где Е — вектор электрической, вЯ — магнитной составляющей электромагнитного поля.

Если обозначить решение волнового уравнения Шредингера через *?(х, у, г) и назвать его волновой функцией, то Ч!2(х, у, г) оказывается пропорциональным р(х, у, г). Подобрав соответствующий постоянный числовой множитель, можно получить равенство:

Ч2(х> У> z) = p(x, у, г), при этом волновая функция останется решением уравнения Шредингера. В этом случае

J V*dz = 1,

так как вероятность нахождения электрона во всем пространстве равна 1 и волновые функции Т, удовлетворяющие этому условию, называются нормированным и1.

При решении уравнения Шредингера оказывается, что в некоторых областях ? положительна, а в некоторых отрицательна. Поскольку вероятность имеет смысл лишь в пределах положительных значений от 0 до 1, обычно пользуются величиной *Р2, а не просто Y, когда хотят связать волновую функцию с понятием плотности вероятности. В тех же случаях, когда имеют дело с формами атомных (или молекулярных) орбита-лей, где узловые свойства их играют важную и часто решающую роль, пользуются понятием самой волновой функции Y (с возможными разными знаками ее долей).

При решении конкретной задачи о движении э

страница 166
< 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

Скачать книгу "Органическая химия" (15.9Mb)


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

 

 

Реклама
забор из профлиста усть-каменогорск
Рекомендуем в КНС Нева жесткий диск 2.5 купить - офис в Санкт-Петербурге со стоянкой для клиентов.
курсы маникюр митино
билеты на подкаблучники

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)