- Метод валентных связей(МВС).Начало квантовой химии началось Немецкий ученый гейтлер и Лондон, опубликованный в 1927 г. Квантово-механические расчеты молекул водорода. Наука была впервые дана Демонстрация пары электрон-Льюис, которая вызывает ковалентную bonding. In Позже, в книге Слейтера, были разработаны Хайтлер и лондонский метод.、 Ван Флек, особенно polling. It был назван метод валентных связей (МВС).
- Или локализованные электронные пары. Стационарное состояние (III.20)волновое уравнение Шредингера является простым. Преобразовать в Hf = Ef、 (Ив. Три） л Я-всеэнергетический квантово-механический оператор Гамильтона. Я= — + U(х, г, р）、 (Ив. Четыре） Где U-потенциальная энергия электрона. ） Космос), мы имеем (Ив. Пять） v-f’H Hipdv.
Умножение на обе стороны уравнения (IV. 3) на 4 > dv (dv-бесконечно малый элемент внутримолекулярного объема Людмила Фирмаль
Интеграл от экспрессии всей молекулы (IV. 5)、 Efip2tv = Коэффициент fijpdv с нормирующими условиями волновой функции (см.§ 3 гл.. III) равна единице, поэтому энергия равна Е = со)Н4 > ДВ. (Ив. Шесть） Молекулы водорода — это 2 электрона и 2 системы Протон(рис. 29).Потенциальная энергия такой системы*、 Ра. Ха1 ха2 C1 N> 2 * Энергия положения уравнения U равна、 (Ив.4). ПГ IP 29.Расстояние между частями Цами молекул водорода 30.Энергетическая зависимость Молекулы водорода из Ядерное расстояние В МВС, при построении волновой функции электрона, молекула является Волновую функцию электрона в составном атоме.
φαA)и φβB) Собственные функции электронов изолированных атомов водорода на и НВ、 Где А)и Б) — пространственные координаты 1-го и 2-го электронов. Новое, то есть ΦαA)=Φα(x (, yx zx) и φььb)=φB(x2, y2, b). Вероятность одновременного обнаружения электрона а)и электрона в ядре i B) — в ядре b равно произведению частичных вероятностей (φαA) и φβB： Φ=ΦαA a) ΦB). (Ив. Семь） Учитывая абсолютную неразличимость электрона, Формула (IV. 7) должна быть Уравнение Φ=ΦαB). (Ив. Восемь）
Согласно гейтлеру и Лондону, волновая функция молекулы водорода проявляется Функция (IV.7) и (IV. 8)как линейная комбинация： Φ=Φαaa) Φb B)±Φb) Φb A). (Ив. Девять） Волновая функция (IV. 9) (IV.6) присвоение и рассмотрение(IV.4)формулы Полная энергия общей системы Е =(К±0)/ А±ИС), (ИВ. Десять） Где K, O, P-кулоновские, обменные и перекрывающиеся интегралы Соответственно. Интеграл перекрытия показывает степень перекрытия волновой функции Это атом водорода, который изменяется от нуля на межъядерном расстоянии R = oo Блок (R-0).
Равновесное расстояние между атомами водорода Молекула, это 0,75.Поэтому, без больших сомнений, вы можете принять его Полная энергия системы равна алгебраической сумме Кулона и обмена Неотъемлемый： E = R±O (Ив. Одиннадцать） Кулоновский Интеграл характеризует электростатическое взаимодействие зарядов Частицы в системе под consideration. It это не абсолютная величина. Сумма меньше обменного интеграла из-за движения каждого электрона Вблизи обоих ядер (появление электронных пар).
И обмен тоже. Интеграл имеет отрицательный знак. Поэтому он вносит свой основной вклад в энергетику Уменьшение химической связи гетеротиков, т. е. молекулярной энергии По сравнению с изолированными атомами, главным образом из-за размера обмена Это имеет важное значение. На рисунке 30 показана межъядерная зависимость энергии молекул водорода На расстоянии образование молекул водорода представлено сплошной кривой.
Она он состоит из 2 ветвей притяжения ab и отталкивания Be atoms. At время мини-игры Гравитационное притяжение Мумы уравновешивается ее силой отталкивания. Равновесие Расстояние Go, то есть расстояние от минимальной точки b до оси ординат Длина химической связи, а также отрезок от минимального значения Кривой до оси АВ- Ножницы характеризуют энергию связывания или диссоциации Типы атомов.При образовании молекул водорода (рис. 30, твердое тело )
Электронный спин является антипараллельным, и нет никакого химического взаимодействия Wii (пунктирная кривая) характеризуется параллельностью электронных спинов. Это Формула (IV. 9) координаты электрона из анализа Следование принципам Паули. Формула (IV. 9) 2 Независимая Формула： Ф+ =ФаA )bb) + Фаb) Ьa) (IV. двенадцать） И затем Φ=Φαaa) Φb) — ΦB) Φb A). (Ив. Тринадцать） Формула (IV. 12) изменяет электронные координаты, то есть перестановку координат nat A)и B) не изменяют знак функции φ+.
Эта функция называется симметричной. Богатый ноей. Напротив, аналогичная инверсия пространственных координат электрона (IV. 13) связано с изменением знака функции f -.Таким образом, функция φ имеет вид Это асимметрично. Однако, функция (Ив.7)и (IV.8) Уравнение (IV. 9), спин электрона (как нерелятивистское целое Квантовая механика Шредингера).Таким образом, принцип Паули это нужно для асимметричной функции (IV. 13) спин электрона параллелен、
То есть, оба электрона должны иметь одинаковый спин. Высокое квантовое число. Только в этом случае Электронная замена f. измените свой знак. Что?! Болот, f +соответствует такому состоянию Они характеризуются разнообразием спинов. 31.Виды электроники Квантовое число, т. е. система из 2 атомов, которая имеет противоположный лак Но указанная или обратная параллель назад. Симметрия и Симметричные и антисимметричные волны Функция соответствует шаблону распределения функции Кроме малой так называемой энергии нулевой вибрации Атомное ядро. —
Я не уверен. Электронное облако в системе из 2 атомов водорода (рис. 31).Вероятность Положение электрона, или плотность электронного облака определяется Функция прямоугольной волны (см. главу III).Квадрат уравнения (IV. 12) и (Ив.13), получим =1a1a) φ B)+φ\ B) φb A)+ 2φb A) φb) φb A) (IV. четырнадцать） \φ.\ 2 =φ2aA)φ\ Б)+φ\ Б) φ\ А)-2-факторную авторизацию а) φb а). (Ив. Пятнадцать） Для симметричной волновой функции, когда спин электрона антипараллелен Это интеграл, а их волновые функции суммируются.
Таким образом, симметричная функция Соответствует увеличению плотности электронного облака между ядрами (IV. 14).И затем… Они говорят, что электронное облако перекрывается.Подходим к миксу Атомы образуют молекулы(рис. 31).Как вы можете видеть из (Iv. 14), когда электронное облако перекрывается, электронная плотность между Атом больше суммы плотности изолированного электронного облака Атомы.**
Дублирование электронного облака не считается простым Суперпозиция электронных облаков, существовавших до взаимодействия vii изолированные атомы. Для несимметричной волновой функции характерна параллельность С сохранением целостности электронного спина плотность электронов уменьшается Таким образом, межатомная[см. (Iv.15)] химическая связь не возникает.
То есть, соединение не образует***.Плотность электронного облака между Ядро атома падает до нуля, в результате чего электроны выталкиваются из этого состояния. Полученное ранение. Наоборот, когда возникает химическая связь и образуется соединение、 Электронные облака имеют тенденцию растягиваться навстречу друг другу. Ковалентной энергии, рассчитанной по Heitler-Лондон способ Молекула водорода была равна 414,0 кДж / моль при равновесной длине связи 0,086 Нм.
- Энергия Ng и экспериментальное значение длины связи * * * * равны друг другу 457.67 кДж / моль и 0,074 Нм. Расхождение между расчетными и экспериментальными значениями Общий объем данных, равный 10%, можно считать небольшим. Волновая функция (IV. 7) и (IV.8) внимание к приближенной природе Инвариантной волновой функции атома.
В целом расчеты молекул водорода хойтлером и Лондоном были убедительны Доказательства применимости квантовой механики к решению задач Заложена основа для химического связывания и валентных методов связывания. По данным МВС、 Выбранной начальной волновой функции fg.： Н Ф=? Р = 1 (Ив. Шестнадцать） — Точнее, волновые функции электронов перекрываются. * *
Приближенная волновая функция молекулы строится в виде следующей линейной комбинации: Людмила Фирмаль
На одинаковом расстоянии от ядра. * *«Это состояние системы называется отталкиванием. ****Из анализа молекулярных спектров водорода. 7р Результаты квантово-механических расчетов молекул водорода методом Соединение с помощью волновых функций различных чисел Они говорят, что точность возрастает по мере увеличения числа членов в сумме (IV. 16). Основные положения МВС можно сформулировать следующим образом: 1) ковалентная связь Образуют 2 электрона с антипараллельным спином. 2) в образовании
В случае ковалентной связи, волновая функция электрона совпадает、 Увеличение электронной плотности между взаимодействующими атомами Облако А5-20%), приводящее к снижению энергии системы; 3) ковалентные связи Коммуникация направлена на максимальное перекрытие электронного облака Взаимодействующие атомы(критерии максимального перекрытия). Укажите на 2 ошибки, с которыми вы часто сталкиваетесь в популярной экспозиции. МВС.
Во-первых, исходя из того, что ковалентные связи образуются электронами Это часто ошибочно считается причиной наличия перевернутой параллели назад Химическая связь-это взаимное притяжение в противоположном направлении Магнитный момент electron. In факт, магнитное взаимодействие Это очень незначительно и не определяет химические связи.
Второй (IV. 10) и (IV. 11) в честь роли биржевого интеграла иногда говорят: Об обменном характере химической связи forces. In факт, «обмен» персонажа」 Он не отражает характер связи, он является результатом метода расчета、 го МВС. Поскольку электроны неразличимы, они не могут объяснить обмен электронами. Тами как физическое явление.
Смотрите также:
| Ковалентная связь | Валентность и МВС |
| Понятие о квантовой химии | Насыщаемость ковалентной связи |
