Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English
По способу формирования МО отдаленно напоминают делокализован-ные ковалентные связи, с которыми мы знакомились при обсуждении эффектов сопряжения и концепции мезомерии. В соответствии с теорией МО концепция формирования делокализованной ковалентной связи предполагает возможность перекрывания АО всех атомов, образующих молекулу.

ПОИСК





Основные положения теории молекулярных орбиталей

из "Органическая химия Том1"

По способу формирования МО отдаленно напоминают делокализован-ные ковалентные связи, с которыми мы знакомились при обсуждении эффектов сопряжения и концепции мезомерии. В соответствии с теорией МО концепция формирования делокализованной ковалентной связи предполагает возможность перекрывания АО всех атомов, образующих молекулу. [c.70]
Именно такое перекрывание в соответствии с постулатами квантовой механики лежит в основе стабилизации молекулы как совокупности атомов и образования ковалентных связей между ними. [c.71]
Молекулярная орбиталь является волновой функцией. Однако молекулярная орбиталь - не амплитудная функция, что можно было бы иметь ввиду при определении волновая . Это функция состояния, мера вероятности пребывания электрона в заданной области пространства. [c.71]
Еще одним важным качеством МО как волновой функции является ее нормированность. [c.71]
Если расчет проводят в валентном базисе, в число базисных включают все орбитали внешнего (валентного) слоя каждого атома молекулы. Для атома каждого элемента число орбиталей валентного слоя определяется максимальным значением главного квантового числа, возведенным в квадрат п . Например, от каждого атома водорода в уравнение (1) включают только 15-орбиталь, а от каждого атома элементов 2-го периода (в том числе углерода) - четыре орбитали 2.ч, 2р , 2р , 2/ . Таким образом, при расчете молекулы метана в валентном базисе аналитическое выражение (1) для молекулярной орбитали принимает вид (2). [c.71]
Соответственно при расчете молекулы этилена в валентный базис должны быть включены 12 АО. [c.71]
Число АО, включаемых в число базисных (размер базиса), определяет число МО, получаемых в результате расчета. Таким образом, при расчете молекулы этилена в валентном базисе имеем 12 МО, а при расчете в п-базисе - две МО. При этом каждая МО ф-, получаемая при расчете, характеризуется набором собственных коэффициентов [с . и собственной энергией е-. [c.72]
Действие оператора энергии Н на волновую функцию ф позволяет оценить кинетическую и потенциальную энергию электрона Н = Т + V). Этот оператор энергии применяют в простых квантово-химических расчетах. [c.72]
Уравнение Шрёдингера имеет точное решение лишь для атома водорода. В результате этого решения математически точно определены все возможные состояния электрона в атоме водорода. Для молекул возможно лишь приближенное решение уравнения Шрёдингера. [c.72]
В сложных квантовохимических расчетах вместо оператора Н в уравнении Шрёдингера применяют оператор Р (фокиан) его действие на волновую функцию позволяет оценить еще и энергию межэлектронного взаимодействия Р = Т + V + Е). Этот оператор энергии используют в расчетах молекул по методу самосогласованного поля (ССП). [c.72]
В общем виде алгоритм решения квантово-химической задачи заключается в следующем. [c.72]
Умножают обе части уравнения Шрёдингера (3) на ф, интегрируют полученное выражение и получают выражение энергии в интегральной форме. [c.72]
Для нахождения минимальных значений собственной энергии применяют вариационный метод последовательно дифференцируют полученное выражение (4) для энергии по коэффициентам с,, С2, и приравнивают полученные значения первых производных нулю. [c.72]
Результатом решения системы уравнений (5) является получение п наборов собственных коэффициентов [с ]. и п значений собственной энергии и е., где г = 1, 2,. .., п. [c.73]
Таким образом, в результате расчета молекулы метана в валентном базисе получают восемь МО. Размещая на них восемь валентных электронов, получают четыре занятые МО (фр Ф2, Ф3, Ф4) и четыре свободные МО (Ф5, Фб, Фу, Ф )- Орбиталь ф называют высшей занятой молекулярной орбиталью (ВЗМО), а орбиталь ф - низшей свободной молекулярной орбиталью (НСМО). [c.73]
ВЗМО и НСМО являются граничными молекулярными орбиталями. [c.73]


Вернуться к основной статье


© 2025 chem21.info Реклама на сайте