химический каталог




Химическая связь

Автор Дж.Маррел, С.Кеттл, Дж.Теддер

множитель г% учитывает тот факт, что площадь поверхности сферической оболочки радиуса г пропорциональна г2, так что увеличение размера оболочки по мере удаления от ядра повышает вероятность нахождения электрона на расстоянии г.

Таблица 3.1

Радиальные волновые функции R (г) дли орбиталей атома водорода

Функции не нормированы, параметр р

связан с г соотношением р = г/а0, где а0 = h2eQ/nthe2 имеет размерность длины и называется боровским

радиусом

Is ехр (—р)

(2-р) ехр(-р/2)

2р р ехр (—р/2)

На рис. 3.2 и 3.3 приведены угловые функции, на рис. 3,4— радиальные функции. Можно ли скомбинировать их каким-либо образом, чтобы получить картину полной орбитали? К сожалению, в рамках трехмерного пространства это невозможно. Поэтому для изображения орбиталей приняты такие же диаграммы, как на рис. 3.2 и 3.3. Еще чаще дают просто сечение этих орбиталей в плоскости, проходящей через ядро. Такие сечения приведены на рис. 3.5. Существует и другая возможность, состоящая в изображении контурных поверхностей волновой функции. Вначале подставим в выражение (3.11) определенные значения г> О, ф и найдем соответствующие значения волновой функции. Вычислив я|>(г, Ф, ф) для большого числа значений переменных, представим контурные поверхности в трехмерном пространстве, причем каждая поверхность будет являться совокупностью точек с одним и тем же значением г|з(г, О, ф). Далее удобно взять подходящее сечение контурных поверхностей. Такие сечения показаны на рис. З.б. Еще один тип представления орбиталей, который часто используют в книгах и при обсуждении химических проблем, приведен на рис. 3.7. Такие диаграммы не имеют четкой теоретической основы, но обладают тем преимуществом, что их легко можно представить графиче^ ски и что они позволяют создать общую картину узловых поверхностей для данной орбитали.

Наконец, отметим, что так как волновые функции атомных орбиталей имеют области как положительных, так и отрицательных значений, то возникает вопрос о физическом смысле знака волновой функции. Все наблюдаемые свойства электрона выражаются через плотность вероятности \[з2, которая везде положительна. Однако знаки важны для понимания химической

Px

Pz

талей.

Они приближенно соответствуют полярным диаграммам для квадрата волновой функции. Области, отвечающие отрицательным значениям волновой функции, заштрихованы.

связи, поскольку, как будет видно в дальнейшем, она обусловлена перекрыванием или интерференцией двух атомных орбиталей. В этом случае знаки определяют характер этой интерференции, точно так же, как и в случае интерференции световых волн.

3.4. Орбитали многоэлектронных атомов

По-видимому, целесообразно повторить определение орбитали, которое было дано в начале главы: это есть волновая функция электрона, который движется в поле ядра и усредненном потенциале отталкивания всех других электронов. В следующей главе и в гл. 8 будет показано, как строится волновая функция всех электронов из одноэлектронных функций (орбиталей). А сейчас рассмотрим орбитали сами по себе и качественно обсудим методы, на основе которых их можно получить.

Электрон (пометим его номером 1) в многоэлектронном атоме взаимодействует с ядром заряда Ze и со всеми оставшимися электронами i. Величина потенциала, действующего на электрон с номером 1 в любой момент времени, зависит от его расстояния до ядра и от его расстояния до каждого из остальных электронов, т. е. от различных расстояний гц. Математически потенциал определяется формулой *

(3.31)

Теперь, не вдаваясь в математические детали, проведем две символические операции, которые приведут к огромному упрощению математического аппарата и позволят дать определение орбитали в многоэлектронной системе. Формально усредним по-тенциал электронного отталкивания по положениям всех электронов /. В результате получим (черта означает усреднение)

(3.32)

Упрощение, которое при этом происходит, лучше всего видно из того, что V — теперь функция только положения электрона с номером 1.

Потенциал, даваемый формулой (3.32), не будет обязательно сферически-симметричным, так как электроны с номерами / не обязательно распределены сферически-симметрично вокруг ядра. Поэтому проведем второе усреднение по всем направлениям вектора гь что даст сферически-симметричный потенциал:

K(ri)=K(r,).

(3.33)

Так как потенциал (3.33) сферически-симметричен, волновые функции электронов, движущихся в этом потенциале, можно представить, согласно выражению (3.11), в виде произведения радиальной функции и сферических гармоник У, которые были уже рассмотрены для случая атома водорода. Сделанные упро* щения позволили приближенно свести задачу к решению урав» нения Шрёдингера вида

^ дх\ ду\ дг\)

Несмотря на упрощения, это уравнение не позволяет получить алгебраического решения, потому что V{r\)t вообще говоря, довольно сложная функция г\. Однако можно получить приближенное решение с любой заданной степенью точности. Рассмат* риваемый метод называют методом самосогласованного поля (ССП). Он основ

страница 17
< 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
курсы по ремонту газового оборудования
ремонт холодильников тушино северное
ножи золинген официальный сайт
шкафчики для раздевалок б у

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
(03.12.2016)