Квантовая механика атома

Основы квантовой механики атома. Соотношение де Бройля. Уравнение Шредингера. Химические процессы сводятся к превращению молекул, т. е. к возникновению. и разрушению связей между атомами. Поэтому важнейшей проблемой химии всегда была и остается проблема химического взаимодействия, тесно связанная со строением и свойствами веществ. Современная научная трактовка вопросов химического строения и природы химической связи дается квантовой механикой — теорией движения и взаимодействия микрочастиц (электронов, ядер и т. д.). [c.8]

Периодическая система элементов Д. И. Менделеева и квантовая механика атомов [c.60]

Прежде чем расстаться с теорией Бора, укал ем еще, что введенные в ней единицы измерения энергии и расстояния сохраняются в квантовой механике атомов и молекул. Наиболее распространенная единица измерения энергии равна удвоенной энергии основного состояния атома водорода (т. е. потенциальной энергии атома водорода) и называется атомной единицей энергии или хартри [c.18]

Выдающийся вклад в развитии физической химии внес Д. И. Менделеев. Большой интерес представляют его исследования в области газов и растворов. Основание Оствальдом и Вант-Гоффом журнала Zeits hrift fur physi alis he hemie (1887), труды Вант-Гоффа, Аррениуса, Оствальда, Каблукова, Меншуткина, Курнакова и других в области химической термодинамики и кинетики способствовали выделению физической химии в самостоятельную науку. В XX в. революция в физике, связанная с трудами Планка, Эйнштейна, Шре-дингера и др., в области квантовой статистики и квантовой механики атомов и молекул привела к рассмотрению химических процессов на атомно-молекулярном уровне, к развитию учения о реакционной способности, центральным в котором стало исследование элементарного химического акта. Физическая химия успешно развивалась трудами наших ученых, таких, как Д. П. Коновалов (учение о растворах), Н. А. Шилов, И. Н. Семенов (химическая кинетика), А. А. Баландин (катализ), А. М. Теренин (фотохимия), Я. К. Сыркин (строение вещества), А. И. Фрумкин (электрохимия) и многих других, и ряда зарубежных. [c.7]

Следующим этапом в развитии физики атома явилась квантовая механика атома, основанная на признании, что атомные ча- [c.36]

В квантовой механике атомов и молекул V - сумма кулоновских потенциалов. Используя определение Л. Эйлера для однородных функций степени т (в данном случае те = -1) [c.243]

Из сказанного ясно, что периодическая система Д. И. Менделеева играет громадную роль в развитии затронутой проблемы. Не меньшую роль она играет и в развитии идей в области квантовой механики атомов и молекул. Известный английский ученый Ч. Коулсон пишет, что идеи периодической системы элементов являются работой гения и что совершенно заслуженно периодическая система стала частью основного ядра мировой науки [25, стр. 47—48]. [c.85]

Квантовая теория строения атома. В основе современной теории строения атома квантовой механики атома) лежат следующие основные положения [c.87]

Ранее было отмечено, что структурная организация живой и неживой природы построена согласно принципам унификации и комбинации и включает явления трех типов. Оба принципа (редукционизма и холизма) оказались в основе научного поиска и нашли отражение в логике, как в науке о закономерностях и формах научного и философского мышления, так и в методе анализа индуктивного и дедуктивного способов рационалистической и эмпирической деятельности человека. На индуктивном способе мышления основывается разработка целого ряда научных дисциплин, например квантовой механики атомов и квантовой химии молекул. Фундаментальные положения этих наук базируются в основном на результатах изучения соответственно простейшего атома (Н) и простейшей молекулы (Н2), а также ионов Н , ОН . Тот же способ мышления в биологии лег в основу исследований, приведших к становлению и развитию формальной и молекулярной генетики, цитологии, молекулярной биологии, многих других областей. При дедуктивном способе мышления, ядро которого составляет силлогистика Аристотеля, новое положение выводится или путем логического умозаключения от общего к частному, или постулируется. Классическим примером дедукции может служить аксиоматическое построение геометрии. Мышление такого типа наглядно проявилось в создании периодической системы элементов - эмпирической зависимости, обусловливающей свойства множества лишь одним, общим для него качеством. Д.И. Менделеев установил, что "свойства элементов, а потому, и свойства образуемых ими простых и сложных тел стоят в периодической зависимости от их атомного веса" [21. С. 111]. Тот же подход лежит в основе построения равновесной термодинамики и статистической физики. Оба способа мышления, индуктивный и дедуктивный, диалектически связаны между собой. Они вместе присутствуют в конкретных исследованиях, чередуясь и контролируя выводы друг друга. [c.24]

Теоретической основой современных представлений о строении и взаимодействии атомов и молекул, в частности о строении их электронных оболочек и о природе химической связи, является квантовая механика. Атомы и молекулы — это типичные примеры квантово-механических систем. Поведение квантово-механической системы описывается уравнением Шредингера, а ее состояния — решениями этого уравнения — так называемыми волновыми функциями. [c.235]

Данная книга является элементарным введением в квантовую механику атомов и молекул, т. е. квантовую химию, и рассчитана на математическую подготовку химиков — старшекурсников или аспирантов. В ней встречаются и несколько менее известные математические понятия, ио вводится совсем немного физических или концептуальных моделей. Главная цель, преследуемая этой книгой, — ознакомить с основами квантовой химии, и прежде всего с ее применениями к проблеме химической связи и спектроскопии. Другая цель — подготовить студентов к прохождению курсов по современной неорганической и органической химии, а также к более углубленному изучению квантовой теории. [c.7]

Из квантовой механики атома водорода следует, что водородоподобные орбитали рх, Ру, Рг можно представить в виде рх = [c.63]

АТОМНЫЕ РАДИУСЫ, эффективные характеристики атомов, позволяющие приближенно оценивать межатомное (межъядерное) расстояние в молекулах и кристаллах. Согласно представлениям квантовой механики, атомы не имеют четких границ, однако вероятность найти электрон, связанный с данным ядром, на определенном расстоянии от этого ядра быстро убывает с увеличением расстояния. Поэтому атому приписывают нек-рый радиус, полагая, что в сфере этого радиуса заключена подавляющая часть электронной плотности (90-98%). А. р.-величины очень малые, порядка 0,1 нм, однако даже небольшие различия в их размерах могут сказываться на структуре построенных из них кристаллов, равновесной конфигурации молекул и т. п. Опытные данные показывают, что во мн. случаях кратчайшее расстояние между двумя атомами действительно примерно равно сумме соответствующих А. р. (т. наз. принцип аддитивности А. р.). В зависимости от типа связи между атомами различают металлич., ионные, ковалентные и ван-дер-ваальсовы А. р. [c.218]

В современной квантовомеханической теории атома электрон уже не рассматривается как материальная точка, движущаяся по законам классической физики. Квантовая механика атома основана на признании, что атомные частицы как микрочастицы обладают одновременно и корпускулярными и волновыми свойствами. Волновые свойства частиц могут не учитываться лишь в тех случаях, когда их размеры велики по сравнению с длиной волны. Наряду с другими свойствами электрона должны учитываться и его волновые свойства. [c.48]

Со временем выяснилось, что несостоятельность теории Бора в объяснении многих атомных явлений связана не с недостаточной степенью ее развития, а с принципиальной ее ограниченностью. Стало очевидным, что теория Бора построена на неправильном представлении об электроне. Н. Бор исходил из того, что электрон — это частица, факты же, обнаруженные в двадцатые годы нашего столетия, с несомненностью показали, что электрон обладает двойственной природой — проявляет свойства и частицы, и волны. Теория, в основе которой лежит представление о двойственной, корпускулярно-волновой природе микрообъектов, в отличие от классической механики называется квантовой механикой. Современные представления об атомах и молекулах — это и есть квантовая механика атомов и молекул. [c.15]

КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА АТОМОВ [c.15]

Прежде чем перейти к более подробному изучению приближенных методов, используемых в квантовой механике атомов и молекул, целесообразно ознакомиться с необходимым для этого математическим аппаратом. Одним из важнейших моментов этого аппарата является представление функций в виде линейных комбинаций некоторого числа более элементарных функций с соответствующими коэффициентами [c.34]

Согласно идее де-Бройля о волновом характере материи, положенной в основу современных представлений квантовой механики, атомы и электроны рассматриваются не только как дискретные частицы. Им присуща двойственность они могут обладать как корпускулярными, так и волновыми свойствами. Такая двойственность ранее была обнаружена при изучении световых явлений. [c.136]

Лежащее в основе квантовой механики атома волновое уравнение Шредингера, из которого находится волновая функция электронов (г )-функция) в каждом электронном состоянии (ячейке), приводит к разной форме углового распределения плотности электронного облака (г ) ) вокруг ядра для S-, р-, d- и /-электронов. [c.30]

Вскоре после публикации исследований Э. Шредингера по квантовой механике атома началась разработка теории химической связи. В 1927 г. немецкие теоретики В. Гайтлер и Ф. Лондон предложили теорию, которую они назвали методом валентных связей (ВС). В 1928—1932 гг. Т. Гунд, Дж. Леннард-Джонс и Р. Малликен разработали другую теорию химической связи, которая получила название метода молекулярных орбиталей (МО). [c.167]

ВОЗБУЖДЕННЫЕ СОСТОЯНИЯ, энергетич. состояния атомов и молекул и др. квантовых систем, характеризующиеся избыточной по сравнению с осн. состоянием энерн гией. Согласно принципам квантовой механики, атомы и молекулы устойчивы лишь в нек-рых стационарных состояниях, к-рым отвечают определ. значения энергии. Состояние с наинизшей энергией наз. основным, остальные-возбужденными. Изменение энергии атома при переходе из одного стационарного состояния в другое связано с изменением строения его электронной оболочки (см. Атом). [c.407]

АТОМНЫЕ РАДИУСЫ, эффективные характеристики атомов, позволяющие прнбли--кеи1Ю оценивать межатомные расстояния и в-иах. Согласно представлениям квантовой механики, атомы не имеют определ. граиик, однико вероятность найти электрон, связанный с данным ядром, на [c.59]

Иногда строгое теоретическое описание явления оказывается невозможным вследствие явной зависимости энергии от очень большого числа сложных движений. В этом случае часто пользуются обходным путем. При этом рассматривают лишь один, выбранный тип движения, но так, как если бы он реализовался в поле некоторого эффективного потенциала, получаемого путем усреднения всех остальных видов движения. В этом заключается основная идея расчетов в квантовой механике атомов и молекул после метода самосогласованного поля. Так, например, обычно используемое поня- [c.114]

В квантовой механике атома большую роль играет принцип Паули, согласно которому в атоме не может быть двух электронов с одинаковым сочетанием всех четырехквантовых чисел. Принцип Паули позволяет привести электронные структуры атомов различных элементов в полное соответствие с нериоди-ческой системой элементов Д. И. Менделеева. Размещение электронов на свободных энергетичесикх уровнях (оболочках) атомов происходит таким образом, что при нормальном состоянии атома в первую очередь заполняются наиболее низкие энергетические уровни в порядке последовательного формирования электронных оболочек К, L, М и т. д. В соответствии с принципом Паули, максимальное число электронов на какой-либо оболочке выражается формулой N=2n , где п—главное квантовое число (см. табл. 1). [c.14]

Если Менделееву удалось вкрыть периодическую зависимость свойств элементов от атомных весов — сущность первого порядка (первый этап), то дальнейшее развитие науки, главным образом квантовой механики атомов, связало эту зависимость со структурой электронной оболочки атомов — сущность второго порядка (второй этап). В настоящее время периодичность нельзя сводить только к изменению структуры электронной оболочки, необходимо рассматривать оболочку и ядро атома в их единстве. Раскрывая зависимость периодического изменения свойств от структуры ядра (третий этап), мы начинаем овладевать сущностью третьего порядка . [c.147]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология