химический каталог




Химическая связь

Автор Дж.Маррел, С.Кеттл, Дж.Теддер

мещенных молекулах).

Позднее будут рассмотрены и другие свойства молекул, которые можно рассчитать на основе квантовой механики. Но перед этим необходимо более подробно рассмотреть концепцию молекулярной орбитали.

Таблица 5.1

Сравнение рассчитанных и экспериментальных значений дипольных моментой некоторых двухатомных

молекул [3J

В каждом случае положительному дипольному моменту молекулы АВ соответствует конфигурация А+В-. Экспериментальное значение для CIF было недавно

получено в [4]

Молекула Метод молекулярных орбиталей Более точный расчет Экспериментальное значение. Д

LiH 6,001 5,814 5,828

HF 1,934 1,816 1,826

СО 0,280 -0,121 -0,112

CS -1,56 -2,03 -1,97

C1F 1,096 0,839 0,85

5.3. Молекулярные орбитали двухатомных молекул

В разд. 3.4 была рассмотрена концепция орбитали многоэлектронного атома и описан метод самосогласованного поля Для расчета орбитальных волновых функций. Эту концепцию Можно без всяких затруднений обобщить на случай молекул.

Молекулярная орбиталь есть волновая функция электрона в молекуле, движущегося под влиянием потенциала притяжения к ядрам и усредненного потенциала отталкивания со стороны других электронов.

Молекулярные орбитали, как правило, представляют собой более сложные математические функции, чем атомные орбитали, так как для них потенциал притяжения определяется не одним, а несколькими ядрами. Кроме того, для них в отличие от атомов при определении отталкивательной части потенциала обычно не проводят какого-либо сферического усреднения электронной плотности. Таким образом, эффективный потенциал для атомной орбитали является сферически-симметричным, а для молекулярной нет.

В следующей главе будет приведен общий метод расчета волновых функций и энергий молекулярных орбиталей. В данном разделе будет лишь кратко обсуждено решение уравнения

Шрёдингера для простой молекулярной системы Hj. Эта одно-электронная молекула играет ту же роль при расчетах молекулярных волновых функций, что и атом водорода при расчетах атомных волновых функций. Электронное уравнение Шрёдингера для системы Нt можно решить точно, причем волновые функции обладают определенными характерными особенностями, присущими орбиталям и других двухатомных молекул, а во многих важных аспектах и орбиталям многоатомных молекул.

Потенциал системы Нг+обладает аксиальной симметрией, т. е. он не зависит от угла ср, определяющего вращение вокруг

оси, проходящей через ядра. Молекулярные орбитали для Нг можно поэтому записать в виде произведения функции, зависящей от ф, и функции от двух других переменных г и f>:

о|> (г, f>, Ф) = д(г, ^)Ф(ф).

(5.24)

Координаты ф, г и Ф определены на рис. 5.6. При помощи подходящего выбора координат можно провести дальнейшее разделение переменных в функции Q. Однако здесь это будет опущено.

Угловая часть волновой функции Ф является решением дифференциального уравнения, не зависящего от заряда ядер. Поэтому эти функции одни и те же для орбиталей всех двухатомных молекул (здесь имеет место аналогия с угловыми функциями (3.12), имеющими один и тот же вид для всех атомных орбиталей). Их явный вид

(5.25)

где X равно нулю или целому числу. Для X = 0 имеется только одна функция (косинус), и она имеет постоянное значение. Для

целых значений К два решения (5.25) соответствуют двукратно вырожденным, т. е. имеющим одну и ту же энергию, орбиталям.

Постоянная % аналогична квантовому числу m для атомных орбиталей, она определяет проекцию углового момента электронов на межъядерную ось. Молекулярные орбитали обозначают греческими эквивалентами спектроскопических символов (s, ру d и т. д.), применяемых для идентификации атомных орбита-лей:

"К == 0, 1, 2, .•.

(5.26)

символ — СГ, Jt, о

На рис 5.7 приведены полярные диаграммы для о*-, я- и б-орби-талей двухатомных молекул. Из рисунка видно большое сходство этих диаграмм с некоторыми полярными диаграммами для атомных орбиталей, приведенными на рис. 3.5. В следующей главе будет использовано это важное сходство.

На рис. 5.2, который уже был упомянут в другой связи, приведены контуры функции Q(r, f>) для наинизшего по энергии

состояния иона Н2+.Эта функция обладает цилиндрической симметрией относительно межъядерной оси и поэтому классифицируется как а-орбиталь. Приведен вид орбитали для четырех разных значений межъядерного расстояния R. При больших расстояниях контуры сферически-симметричны относительно каждого ядра. Это, очевидно, соответствует диссоциации на два атома (с равной вероятностью нахождения электрона около каждого из ядер). Для очень малых межатомных расстояний орбитали становятся сферически-симметричными относительно общего центра двух ядер, и в предельном случае, когда два ядра сливаются (так называемый случай объединенного атома), возникает ls-орбиталь иона Не+. В промежуточной области контуры имеют форму искаженных эллипсоидов.

Равновесное межъядерное расстояние для Н2+равно 2ао- На рис. 5.8 приведены контуры некоторых низколежащих состояний

системы Н2+для этого межъядерного расстояния.

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

Скачать книгу "Химическая связь" (3.31Mb)


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

 

 

Реклама
купить круглый букет из гвоздик
Компания Ренессанс складная лестница для чердака - цена ниже, качество выше!
кресло ch 993
аренда контейнера для хранения

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)