Связь квантовая природа

Различие это связано с тем, что, в отличие от воображаемого заряда, на электрон, удаляющийся от металла, действуют силы квантовой природы (так называемые силы электрического зеркального изображения), а также с тем, что электрон в металле (в отличие от воображаемого заряда) обладает нулевой кинетической энергией. [c.534]

Ранее уже упоминалось, что нет принципиального различия между природой межатомной химической связи и природой устойчивости самих атомов. Силы , которые удерживают систему— атом гелия (ядро и два электрона), те же, что и в молекуле водорода Нг (два ядра, два электрона) или в молекулярном ионе водорода Нг+ (два ядра, один электрон). Рассмотрим образование химической связи на примере Н2+-иона и молекулы Нг, так как на этих примерах удобнее всего познакомиться с методами квантовой механики. [c.75]

С угловым Орбитальным моментом. Химическая связь образуется при таком распределении электронной плотности, при котором энергия притяжения превышает энергию отталкивания. В сказанном нет ничего нового, мы лишь хотим сохранить перспективу при рассмотрении природы Н-связи квантовая механика утверждает, что начала всех связей заключены в одном и том же волновом уравнении. Из этого рассуждения следует, что волновое уравнение при взаимодействии А — Н (т. е. X) и В (т. е. У) не содержит особых членов, когда невозмущенная связь А — Н имеет несимметричное распределение зарядов. Даже если бы эксперимент обнаружил, что Н-связь не имеет места, когда в распределении зарядов в группе А — Н нет асимметрии, можно быть уверенным, что это происходит не потому, что в уравнение добавляются члены, возникающие из асимметрии. Итак, мы можем ожидать исчезновения ионной связи, когда наступит золотой век химической теории. В век точных волновых функций все проблемы структуры молекул будут решаться счетной машиной с одной единственной программой вычисления. Не дольше просуществует и разделение молекул на классы, которое необходимо для различных приближенных методов. [c.197]

Взаимодействие мгновенных диполей, возникающих в результате внутриатомного или внутримолекулярного движения, и является причиной существования третьей разновидности сил Ван-дер-Ваальса. Лондон [15] нашел тесную связь между природой этих сил и процессом оптической дисперсии. Поэтому силы были названы дисперсионными. С точки зрения классической (не квантовой) теории ориентационные, индукционные и дисперсионные силы довольно существенно отличаются друг от друга. Однако общая квантовомеханическая теория сил Ван-дер-Ваальса, развитая Лондоном, приводит к выводу, что ориентационные, дисперсионные и индукционные силы по своему происхождению едины. [c.64]

Современные представления о природе химической связи. Квантово-химические расчеты показали, что общая электронная пара двух атомов может образоваться лишь в том случае, когда у обоих атомов на наружных энергетических уровнях имеются неспаренные электроны с противоположно направленными спинами (стр. 38). Для образования одной валентной связи каждый атом предоставляет один неспаренный электрон. Следовательно, валентными электронами являются лишь неспаренные электроны, и валентность элемента определяется количеством неспаренных электронов в его атомах. Неспаренные электроны могут находиться у элементов главных подгрупп лишь на наружном энергетическом уровне, а у элементов побочных Подгрупп, кроме того, на -подуровне второго снаружи энергетического уровня. [c.57]

Квантовая природа химической связи [c.6]

Электронный характер химической связи непосредственно приводит к выводу об ее квантовой природе. [c.6]

Квантовая природа химической связи обусловлена не введением представлений о каких-то новых обменных или иных (квантовых) силах, а лишь квантово-механическим описанием движения микрочастиц — электронов и ядер. Однако понятие обменной энергии позволяет наглядно продемонстрировать отличие квантово-механических черт химической связи от классических. [c.7]

Квантовая природа химической связи. ...................6 [c.309]

Поскольку все рассматриваемые нами процессы сопровождаются переносом протона от одной частицы к другой, следует полагать, что замещение водорода на дейтерий или тритий приведет к изменению как скоростей, так и соответствующих констант равновесия. Изотопные эффекты в реакциях, характеризуемых переносом протона, намного больще, чем в случае переноса любых других элементов. Это связано фактически с двумя причинами. Во-первых, отношения масс тя-тв - тт=1 2 3 значительно отличаются от единицы, тогда как соответствующие отношения для других обычных элементов почти всегда заключены между единицей и 1,1. Во-вторых, то, что массы изотопов водорода невелики, уже само по себе благоприятствует большим изотопным эффектам. Действительно, изотопные эффекты имеют существенно квантовую природу. При прочих равных условиях движение частиц носит тем более квантовый характер, чем меньше масса частиц. Подробнее этот вопрос будет рассмотрен ниже. [c.269]

Появление полос поглощения обусловлено дискретностью энергетических состояний поглощающих частиц и квантовой природой электромагнитного излучения. Механизм взаимодействия электромагнитного излучения с веществом в разных областях спектра различен, но появление полос поглощения в любом участке спектра всегда связано с поглощением определенного количества энергии, т. е. с увеличением внутренней энергии молекул. [c.43]

Но в "гроб планетарной модели еще не вбиты самые мощные гвозди. Такая простая картина никогда не могла объяснить строение ни одного многоэлектронного атома, начиная с гелия, и не позволяла сделать хотя бы крошечный шаг вперед в объяснении природы химической связи. Квантовая механика преуспевает и в том, и в другом. Многоэлектронные атомы будут рассмотрены в гл. 2, а в остальных главах книги рассматривается химическая связь в свете квантовомеханических представлений. [c.46]

Исследование природы химической связи и строения молекул развивалось параллельно с изучением строения атома. К началу двадцатых годов были разработаны основы электронной теории химической связи. Квантово-механическая теория ковалентной связи развита Гейтлером и Лондоном (1927). Тогда же получили развитие учение о полярной структуре молекул и теория меж-молекулярного взаимодействия. [c.19]

Как уже говорилось, мы не будем учитывать квантовые эффекты точнее, вначале мы не будем учитывать квантование энергии электрона (нанример, в магнитном поле) — квантовый характер задачи проявляется в своеобразии закона дисперсии электронов проводимости и в их статистике. Между столкновениями (по предположению) электрон движется по классической траектории. Ограничения, налагаемые в связи с пренебрежением квантовым характером двил ения, изложены подробно во введении. Напомним только, что при классическом рассмотрении не нужно учитывать межзонные переходы, вызванные внешними полями. Этот эффект имеет квантовую природу. Однако многозонный характер электронного энергетического спектра проявляется при суммировании по состояниям и при расчете вероятностей различных столкновений. Последнее надо учесть при конкретной формулировке интеграла столкновений. [c.192]

Гелий — единственное веш,ество, не затвердевающее при давлении р=0,1 МПа вплоть до температуры абсолютного нуля. -Это связано с квантовой природой жидкого гелия прн низких температурах. Атомы гелия обладают большой нулевой энергией и слабым взаимодействием. В результате нулевая энергия оказывается достаточной для того, чтобы воспрепятствовать кристаллизации. Только при давлениях выше [c.187]

Чувствительность фоторецепторов в глазах позвоночных приближается к крайнему пределу, допускаемому квантовой природой света. Кроме того, диапазон восприятия чрезвычайно широк - от света максимальной переносимой яркости до едва заметного освещения. Но по сравнению со слуховыми преобразователями скорость реагирования фоторецепторов очень мала. При оптимальных условиях самому быстрому фоторецептору человеческого глаза требуется примерно 25 мс ддя достижения пика электрической реакции на вспышку света, что более чем в 100 раз больше времени реагирования типичной волосковой клетки. Вероятно, относительная медленность ответа фоторецептора связана с важными ограничениями, заложенными в природе механизма зрительного преобразования. [c.341]

Одним из аномальных свойств гелия является отсутствие тройной точки "пар-жидкость-кристалл" Не и Не остаются жидкими при давлении насыщенных паров вплоть до сколь угодно низкой температуры, что связано с их квантовой природой. Для перевода гелия в твердое состояние из жидкости необходимо создать давление, которое при Т = О К для Не составляет 25,285 бар, а для Не -34,31 бар [2]. [c.4]

После объяснения на основе квантовой механики природы химической связи в молекуле водорода были предприняты многочисленные попытки, с одной стороны, улучшить метод Гайтлера — Лондона, а с другой,— распространить его на другие, более сложные молекулы, что привело в итоге к созданию метода валентных связей ВС), [c.158]

Квантовые числа электронов в атомах. Квантовые числа чень важны для понимания свойств веществ и природы химической связи, поэтому следует подробнее обсудить их физическую сущность. [c.24]

Теория атома получила дальнейшее развитие на основе волновой, или квантовой, механики (см. 9). Хотя изучение квантовой механики относится к курсу физики, следует все же охарактеризовать здесь еще одно из основных положений ее, выражающее связь между волновой и корпускулярной природой явлений. [c.43]

Современная теория химической связи, теория строения молекул и кристаллов базируется на квантовой механике молекулы как й атомы, построены из ядер и электронов, и теория химической связи должна учитывать корпускулярно-волновой дуализм микрочастиц. До применения методов квантовой механики к химии не удавалось создать непротиворечивую теорию химической связи. Ее фундамент был заложен в 1927 г. Гейтлером и Лондоном. Выполнив на основе квантовой механики расчет свойств молекулы водорода, они показали, что природа химической связи электрическая, никаких особых сил химического взаимодействия помимо электрических не существует. Действующие в молекуле между ядрами и электронами гравитационные и магнитные силы пренебрежимо малы по сравнению с электрическими. [c.51]

Одним из важных свойств химической (ковалентной) связи в молекулах с закрытыми оболочками является ее насыщаемость. Так, из атомов водорода может образоваться молекула На, но не Нд или Н4. Причина насыщаемости химической связи заключается в самой природе атомов и молекул как многоэлектронных систем в подчинении их принципу Паули. Если две молекулы На в основном состоянии оказываются очень близко друг к другу, два электрона первой молекулы на о15-орбитали и два электрона второй молекулы на такой же (тЬ-орбитали оказываются в одной области пространства, МО перекрываются. При этом данному электрону первой молекулы отвечает во второй молекуле электрон в точно таком же квантовом состоянии. Такие два электрона, согласно принципу Паули, будут избегать друг друга, и обе пары электронов сблизившихся молекул будут стремиться уйти из области соприкосновения, уводя с собой ядра, т. е. будет наблюдаться отталкивание молекул. Слияние системы в молекулу Н4 не произойдет. Связь в молекулах На в этом смысле насыщена. Аналогичное состояние отталкивания, часто называемое обменным отталкиванием или отталкиванием Паули, возникает при сближении и других молекул. [c.88]

Проблема предотвращения нежелательного закоксовьгвания и возможность воспроизводимого регулирования свойствами целевых углеродистых материалов тесно связаны с двумя факторами. Первый фактор - это чрезвычайно сложный компонентный состав нефтей. Второй - это наличие в нефтяных системах широкого спектра ме.жмолекулярных сшовых взаимодействий вплоть до мощных спин-спиновых взаимодействий квантовой природы, энергия которых приближается к энергии ковалентной связи [3]. Взаимодействие этих факторов приводит к возникновению в нефтяных системах коллоидных комплексов, что отражено в теории ССЕ. [c.3]

Иногда под молекулой понимают любые скопления атомов, хотя более точно — это нейтральные частицы данного вещества. Их стабильность является следствием образования между атомами химических связей. Квантовая механика впервые предложила рещение вопроса о природе химической связи. Основа такого подхода заложена в специфике микрообъектов, к которым классические законы применимы далеко не всегда. Например, ни одно из известных взаимодействий — электрическое, магнитное или гравитационное — в применении к микрообъек там не обладает свойством наеьщаемости, т. е. не зависит от числа взаимодействующих тел. С другой стороны, насыщаемость валентных сил — хорощо известный факт, который, в частности, проявляется в том, что стабильная молекула имеет состав СН4, а частицы СН2, [c.172]

При магнитной обработке водных сред, по мнению А. X. Мир-заджанзаде, С. Н. Колокольцева, А. Л. Бучаченко, Р. 3. Сагдеева, К. М. Салихова, сравниться с энергией теплового движения и упорядочить внутреннюю структуру могут только структурные химические связи, которые характеризуются взаимодействием двух или нескольких атомов. Они обусловливают образование устойчивой многоатомной системы и сопровождаются существенной перестройкой электронных оболочек связывающих атомов. При этом необходимо учитывать динамику процесса, ведь все электронные орбиты, составляющие оболочку, непрерывно совершают колебательные движения. Чтобы существовала устойчивая и стабильная связь атомов, необходима определенная корреляция в движении электронов, то есть колебания электронных орбит взаимодействующих атомов должны быть синхронны. Синхронность колебаний электронов в атомах свидетельствует о наличии дисперсионного взаимодействия между атомами. Дисперсионные силы имеют электромагнитную и квантовую природу и являются одной из разновидностей межмолекулярного взаимодействия, называемого силами Ван-дер-Ваальса. Дисперсионные силы возникают в результате колебаний электронов соседних атомов или молекул в одинаковой фазе, при этом взаимное притяжение приводит к сближению этих атомов или молекул и образованию между ними связи. [c.36]

Успехи X. в существ, стенени связаны с созданием глубоких теор. основ этой науки. Открытие закономерностей квантовой механики, описывающих поведение. члектронов в атомах и молекулах, позволило значительно развить представления о хим. связи, вскрыть Природу хим. взаимодействия и ра. работать методы расчета молекул (см. Квантовая химия). Неотъемлемая черта теор. и эксперим. X.— применение новейшей быстродействующей вычислит, техники для квантовохим. расчетов, выявления кинетич. закономерностей, обработки спектроскопич. даш ых, расчета структуры и св-в сложных молекул. [c.653]

Классический подход к исследованию конформаций был предложен в 1946 г. Т. Хиллом [65] и независимо в том же году Ф. Уэстгеймером и Дж. Майером [66]. Существенный вклад в развитие теории метода атом-атомных невалентных взаимодействий, его применение и популяризацию внес А.И. Китайгородский [67-71]. Подход к оценке взаимодействий включает ряд отнюдь неочевидных допущений и с физической точки зрения не выглядит достаточно строгим. Его аппроксимация реальных внутримолекулярных взаимодействий базируется на механической модели, согласно которой молекула представляется системой точечных масс -атомов без учета их электронно-ядерной структуры и квантовой природы. Атомы соединены валентными связями, которые, как правило, предполагаются жесткими. Пространственное строение такой модели молекулы определяется разного рода взаимодействиями между всеми валентно несвязанными атомами в попарно-аддитивном приближении и ограниченной свободой вращения вокруг всех ординарных связей. Следовательно, предполагается, что взаимодействие между любой парой валентно-несвязанных атомов не зависит от внутримолекулярного окружения, т.е. имеет универсальный характер и определяется исключительно природой атомов и расстоянием между ними. [c.112]

ГИИ, но теперь в рассматриваемой системе один и тот же спектр получается дважды один раз, когда рассматриваемый электрон находится у одного ядра, а другой,— когда у другого ядра. В то же время волновые функции в этих двух случаях будут разными. Говорят, что уровни энергии электрона в такой системе дважды вырождены. Если ядра сближать, то возникнет взаимодействие чисто квантовой природы (так называемый обменный эффект), и в результате дважды вырожденный уровень оказывается расщепленным на два отдельных уровня энергии, причем чем ближе ядра, тем сильнее возмущение и тем значительнее расщепление. Аналогичное имеет место в системе из трех одинаковых ядер и одного электрона здесь происходит расщепление трижды вырожденного уровня на три разных уровня. По такой же схеме рассматривают и кристалл. Приближенно допускают, что в задаче о спектре энергии наличие многих электронов в системе является не очень существенным, побочным фактором и при определении энергетического спектра можно рассматривать систему из N ядер, образующих кристаллическую решетку, и одного электрона. Это — так называемое одноэлектронное приближение, на основе которого до самого последнего времени была построена вся электронная теория кристаллов. Только такие явления как ферромагнетизм и сверхпроводимость потребовали создания многоэлектронной теории. Для теории химической связи в кристаллах одноэлектронное приближениие дает вполне удовлетворительные результаты. [c.199]

Квантовая природа химической связи. В. Гайтлер и Ф. Лондон в 1927 впервые объяснили происхождение гомеонолярной связи в молекуле водорода на основе квантовой механики. Их работа заложила основы учения об электронном строении молекул и X. с. [c.314]

Если энергия возбуждающих квантов подобрана достаточно точно, глубинный электрон атома, входящего в состав молекупы, возносится на,самую нижнюк> из наличных вакантных орбиталей— а яо оказывается разрыхляющая фбиталь, характеризующая природу связи, в которую вов.печен атом. Точность измерений, которую при этом удается достигнуть, к сожалению, оставляет желать лучшего. Дело в том, что рентген пока удается генерировать лишь в виде сравнительно широких спектральных линий. Причина этого коренится в квантовой природе иапучения. Одна из форм упоминавшегося ранее соотношения неопределенностей выглядит так [c.191]

Историю физической химии в XX веке нет возможности изложить в кратком очерке. Поэтому будет дана лишь обш,ая характеристика развития физической химии в XX веке. Если для XIX века было характерно изучение свойств веш,еств без учета структуры и свойств молекул, а также использование термодинамики, как основного теоретического метода, то в XX веке на первый план выступили исследования строения молекул и кристаллов и применение новых теоретических методов. Основываясь на крупнейших успехах физики в области строения атома и используя теоретические методы квантовой механики и статистической механики, а также новые экспериментальные методы (рентгеновский анализ, спектроскопия, масс-спектрометрия, магнитные методы и многие другие), физики и физико-хидшки добились больших успехов в изучении строения молекул и кристаллов и в познании природы химической связи и законов, управляющих ею. [c.15]

Естественно, что эти обстоятельства на заре квантовой химии послужили причиной истолкования природы химической связи как проявления некоего особого неклассического обменного взаимодействия . При этом термкн обмен понимали-двояко [c.149]

Заметим, что для объяснения природы химической связи не пришлось вгводить никаких новых типов динамических взаимодействий. Между образующими Молекулу частицами действуют только известные из классической физики электростатические (кулонов-ские) силы притяжения и отталкивания. Новизна, привнесенная квантовой механикой, состоит в ином, по сравнению с классикой, способе описания движения частиц (о чем мы уже писали выще) и в учете особого вида несиловых (по выражению В. А. Фока) взаимодействий, выражаемых принципом Паули. [c.151]

Впоследствии в своих работах по квантовой химии Лондон, пожалуй, первым отметил методологическое значение создания теории химической связи. Он указал, в частности, что задача квантовой химии состоит не только в том, чтобы определить, достаточно ли полны наши знания, чтобы разгадать смысл правил, найденных химиками полуэмпирическим путем, подвести под эти правила более глубокое теоретическое основание, установить их пределы и по возможности построить также количественную теорию , но и в том, чтобы выяснить, достаточны ли вообще те ггринципы описания природы, которые применялись до сих пор при исследованиях атомов, не проявляются ли в химических действиях совершенно новые силы, которые никакими математическими ухищрениями не удается вывести из известных допущений . [c.156]