химический каталог




Химическая связь

Автор Дж.Маррел, С.Кеттл, Дж.Теддер

Гейзен-бергом в его знаменитом принципе неопределенности. Он доказал, что произведение минимальных неточностей в положении частицы и ее импульсе есть величина порядка постоянной Планка h.

В свое время велась большая философская дискуссия о том, является ли принцип неопределенности внутренне присущим природе или он возникает лишь как следствие несовершенства измерений свойств физических объектов. Эйнштейн придерживался второй точки зрения. Такие рассуждения носят чисто философский характер. В данной книге рассмотрены лишь те свойства атомных и молекулярных структур, которые можно определить в результате измерений, проводимых над этими системами. Тогда достаточно знать, что теория полностью учитывает принцип неопределенности. В частности, волновая функция, будучи непрерывной функцией в трехмерном пространстве, дает полную информацию о всех физических свойствах частицы, доступных экспериментальному наблюдению.

Глава 3

Атомные орбитали

3.1. Уравнение Шрёдингера для атома водорода

Волновые функции, представляющие собой решения уравнения Шрёдингера для атомов и молекул, вообще говоря, чрезвычайно сложны. Из выражения (2.26) видно, что уравнение Шрёдингера содержит суммы по всем частицам системы, и поэтому в результате решения этого уравнения получим волновую функцию \р, зависящую от координат всех частиц. Даже если бы был известен вид этих функций, он не представил бы большого интереса. Зная квадрат волновой функции ty2(xi, yi, Zt), можно определить вероятности нахождения частицы 1 * в точке с координатами х\, у\, гь частицы 2 в точке с координатами х% У2, %2 и т. д. Однако не существует физического измерения для проверки такого распределения вероятностей. Распределение, которое можно проверить экспериментально, — это пространственное распределение суммарного заряда молекулы. Другими словами, основной интерес представляют распределения вероятностей в реальном трехмерном пространстве, а не в абстрактном 3/2-мерном пространстве для п частиц.

Не существует точной связи между полной «-частичной волновой функцией и волновыми функциями для каждой частицы, но существует, как будет видно далее, приближенная связь. На этой приближенной связи основана теория электронного распределения и энергий атомов и молекул. В данной книге не придется выходить за рамки подобного приближения. Другими словами, будут рассмотрены прежде всего одночастичные волновые функции и метод построения из них приближенных многочастичных волновых функций.

Для полного описания свойств молекул необходимо знать волновые функции как электронов, так и ядер. В гл. 5 будет показано, что поскольку ядра в несколько тысяч раз тяжелее электронов, они движутся в молекуле медленнее электронов и Можно получить электронные волновые функции, предполагая, Что ядра неподвижны. В атомах имеется лишь одно ядро, поэтому интересно только положение электронов относительно этого ядра. В атомах одноэлектронные волновые функции,

* Или более точно вероятность того, что частица 1 находится между х% и Xi -f dxu yi и yi + dyi и т. д.

характеризующие положения электронов, называют атомными орбиталями.

В дальнейших главах будут рассмотрены одноэлектронные волновые функции в молекулах, называемые молекулярными орбиталями, и станет заметным большое сходство между атомными и молекулярными орбиталями.

Атомы или молекулы (или их ионы), имеющие лишь один электрон, в смысле решения уравнения Шрёдингера, очевидно, относятся к особой категории, поскольку орбитальные волновые функции являются одновременно и полными электронными волновыми функциями. Для таких систем уравнение Шрёдингера можно решить точно. Несмотря на то что для химиков подобные одноэлектронные системы сами по себе не представляют большого интереса, они важны потому, что орбитали многоэлектронных систем во многом подобны орбиталям одноэлект-ронных. Поэтому целесообразно начать изучение атомных орби-талей с рассмотрения точно решаемой задачи, а именно с нахождения волновых функций для электрона в атоме водорода. Задачу решения уравнения Шрёдингера для электронов в атоме или молекуле можно упростить путем разумного выбора координатной системы, определяющей положение электронов относительно ядер. Для изолированного атома, не подверженного влиянию внешних полей, все направления в пространстве эквивалентны. Можно ожидать, что при фиксированном расстоянии г от ядра, т. е. на поверхности сферы радиуса г, электронная плотность однородна. Однако для различных г электронная плотность будет различна. Поэтому разумно выбрать не обычную декартову систему координат х, у, z, а систему, в которой одной из координат является г. Такая координатная

система определяется набором ве2 личин (г, О, <р), известных как сферические координаты. Углы •& и ф определяют положение на поверхности сферы радиуса г.

Сферические координаты приве* дены на рис. 3.1 и связаны с декартовыми координатами следующими соотношениями:

ч.

У

х = г sin Ф cos ф, у = r sin О sin ф, z~r cos О.

(ЗЛ) (3.2) (3.3)

Рис. 3.1. Сферические коорд

страница 13
< 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

Скачать книгу "Химическая связь" (3.31Mb)


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

 

 

Реклама
клапан belimo инструкция
http://www.prokatmedia.ru/ekran.html
http://www.kinash.ru/etrade/goods/4258/city/Voronezh.html
акустика мультирум

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
(20.08.2017)