Исходные представления квантовой механики

ИСХОДНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ [c.16]

Исходные представления квантовой механики 69 [c.69]

Квантовая механика возникла в конце 20-х годов XX столетия. Будучи тесно связанной по своим исходным представлениям с классической механикой, она обладает и рядом заметно отличающихся и необычных для классической механики сторон, затрудняющих ее понимание при первоначальном знакомстве с нею. К ней, как и к любой другой науке, надо привыкнуть. Тем не менее, сегодня это уже хорошо сформировавшаяся наука, которую широко используют в физике, химии, молекулярной биологии и ряде других разделов естествознания, и без знания основ которой немыслимо понимание языка современной теоретической химии. [c.17]

Исходные представления квантовой механики 67 [c.67]

Исходные представления квантовой механики. Создание квантовой механики произошло на пути обобщения представления о корпускулярно-волновой двойственности фотона на все объекты микромира и, прежде всего, на электроны. [c.67]

Положение частицы в пространстве определяется при выбранной системе отсчета (системе координат) ее радиусом-вектором, либо координатами этого вектора. Помимо положения каждой частицы в системе микрочастиц считается заданным и момент времени I. Предполагается, что наряду с указанными исходными понятиями в квантовой теории определены и многие другие аналоги представлений классической механики, такие как импульс частицы, ее момент импульса и т.п. Однако, прежде чем говорить об этих величинах, остановимся на том, как определяется состояние классической и квантовой систем микрочастиц. [c.18]

Реальная схема первоначально ие была выведена нз к.-л. строгих теоретич. представлений. Оиа основывалась иа известных хнм. св-вах элементов н сведениях об нх спектрах. Действит. физ. обоснование реальная схема получила благодаря применению методов квантовой механики к описанию строения атомов. В квантовомех. интерпретации теории строения атомов понятие электронных оболочек и подоболочек прн строгом подходе утратило свой исходный смысл ныне широко используется представление об атомных орбиталях. Тем не меиее разработанный Бором принцип физ. интерпретации явления периодичности не потерял своего значения н в первом приближении достаточно исчерпывающе объясняет теоретич. основы П. с. Во всяком случае, в публикуемых формах изображения П.с. отражается представление о характере распределения электронов по оболочкам н подоболочкам. [c.484]

Первым важнейшим недостатком его является то, что оно не может быть получено в рамках квантовой механики самой по себе. Действительно, чтобы пренебречь в операторе Гамильтона Н химической частицы всеми членами, указанными выше, и представить его в виде суммы операторов Н 1), необходимо знать формулу химического строения, приписываемую данной химической частице классической теорией химического строения. Но до настоящего времени ни понятие химических связей для" многоядерных химических частиц, ни представление о формуле химического строения не были выведены (хотя бы как приближенные представления) из общих положений квантовой механики как ее следствия . Таким образом, в рамках современной квантовой механики молекул (без включения в нее посторонних гипотез) нет пока квантово-механических аналогов понятий химическая связь и формула химического строения . Следовательно, нет возможности для различных состояний заданной системы из К ядер с зарядами а(а=1,. .. К) и N электронов из квантово-механических соображений определить, какие пары ядер следует считать химически связанными (в смысле, аналогичном химической связи классической теории) и между какими парами ядер таких химических связей нет. А поэтому нет исходных данных для преобразования оператора// в сумму операторов Н 1), так как неизвестно, к каким парам ядер должны относиться операторы Н 1), [c.80]

Физически наиболее обосновано представление о любых химических объектах как о некоторой совокупности электронов и ядер. Между этими составными частями происходят электростатические, снин-спиновые и другие взаимодействия, а их движение описывается законами квантовой механики. С этой точки зрения все свойства химических объектов могут быть, в принципе, описаны с использованием указанной фундаментальной физической модели. Если бы такое описание оказалось практически возможным и достаточно точным в большинстве случаев, химия — как фундаментальная наука со своими особыми исходными постулатами и развитым на этой основе специфическим теоретико-математическим аппаратом — утратила бы современное значение. Именно практическая неосуществимость последовательной реализации такого обобщенного подхода пока сохраняет за химией положение самостоятельной фундаментальной науки. [c.8]

Проблема химической связи является фундаментальной проблемой в химий. Современные теории химической связи основаны на физико-математической теории атома, известной как квантовая или волновая механика и разработанной примерно в 1926 г. В основе этой теории лежит представление о том, что электрон обладает свойствами волны и в то же время в некоторых отношениях ведет себя как частица. Это положение не просто постулат теории, поскольку оно основано на вполне четких экспериментальных данных. Так, если пропускать пучок электронов через очень тонкую золотую фольгу, то происходит дифракция электронов и наблюдаются концентрические кольца дифракции, что может быть объяснено лишь с помош ью представлений о волновом характере этих частиц. Это волновое свойство электронов используется в электронном микроскопе. Поскольку волновые свойства электрона — это экспериментальный факт, то, следовательно, поведение электрона в атоме может быть описано при помощи волнового уравнения. Волновое уравнение Шредингера, примененное к трехмерной системе атома, в котором электрон движется вокруг ядра, является в этом случае исходной точкой для математической обработки, и это уравнение имеет следующую форму [c.32]

Первые теории ковалентной связи [1] основывались на статических моделях атома, которые в этом отношении были прямыми наследницами моделей, послуживших фундаментом для создания представления об ионной связи. Статические модели были приняты Морозовым П907 г.), Штарком (1908 г.) и Томсоном (1914 г.). Планетарная модель атома, выдвинутая в 1911 г. Резерфордом, была теоретически обработана Бором в его известном классическом исследовании (1913 г.) и оказала, очевидно, влияние на Рамзая и Косселя (1916 г.). Тем не менее в работах Льюиса (1916 г.) и Лангмюра (1919 г.) представление о статическом атоме было снова положено в основу широкой теоретической системы. И только позднее, с возникновением квантовой механики, была окончательно доказана несостоятельность этого представления. Интересно поэтому выяснить, почему же при неверной исходно точке зрения Штарка и Льюиса им удалось разработать наиболее полно теорию электронного строения органических соединений и высказать много идей, вошедших почти в неизмененном виде в последующие теоретические построения как хорошее приближен 1е к действительности и с современной точки зрения. [c.56]

Как известно, в теории Дж. Льюиса, исходным положением которой слунлил постулат об электронной паре как фундаментальной единице химической связи, ненасыщенность связывалась с подвижностью и менее полным и несомненным, чем в простой связи , спариванием второй и третьей пар электронов в этиленовой и ацетиленовой связях [208, стр. 96]. Льюис,— по словам К. Ин-голда,— установил материальную основу ковалентной связи. Однако он не мог вскрыть характер действующих сил, так как их природа не была еще известна в классической физике их открытие явилось одним из достижений квантовой механики [209, стр. 16]. С помощью представления о гибридизации и о а- и я-связях в квантовой химии развивалось и обосновывалось положение классической структурной теории о качественном различии связей в сложной двойной и тройной связях. [c.57]

Аналогичное по форме соотношение было позднее получено и методами квантовой механики. Квантово-механический вывод уравнения (1), однако, сопровождался коренным изменением исходных представлений теории и некоторых из окончательных выводов. Было показано [1], что атомные уровни энергии не могут рассматриваться как бесконечно резкие. Конечная продолжительность пребывания атома в том или ином энергетическом состоянии вызывает неонределенность его энергии, величина которой тем больше, чем меньше время жизни атома в этом энергетическом состоянии. Применение методов теории возмущений для расчета формы и ширины линий испускания в атоме, в котором возможны радиационные переходы между двумя дискретными уровнями, привело, так же как и в классической теории, к дисперсионной форд1уле [c.10]

Согласно квантовым представлениям частица (электрон, отдельные ядра) обладает определенной вероятностью прохождения сквозь потенциальный барьер, энергия которого больше, чем энергия самой частицы (рис. 11.6). Такое "просачивание" сквозь барьер, или туннелирование, не требует тепловой активации. В квантовой механике оно связано с тем, что состояние частицы характеризуется некоторой "размазанностью". Следовательно, существует вероятность найти частицу в разных точках окружающего ее пространства, включая и область, находящуюся за потенциальным барьером. Туннельные переходы совершают электроны и ядра в комплексе ДА. В исходном состоянии (Д А) ядерные конфигурации донорно-акцепторного комплекса соответствуют состоянию, когда электрон локализован на доноре (ДА). Ддерная конфигурация конечного состояния после переноса электрона и изменения электронного состояния (Д А —> ДА ) отличается от начальной и систе- [c.122]

Динамика элементарного акта хим. р-ции-центр, часть X. ф. Здесь рассматривают принципиальные проблемы какие р-ции могут происходить, а какие запрещены, как рассчитать скорость р-ции, как управлять хим. р-циями, влияя на их скорость и направление. Исходным этапом решения этих проблем является расчет поверхности потенциальной энергии (ППЭ) (в частности, координаты реакции) и траекторий движения частиц по ППЭ из состояния исходные в-ва в состояние продукты . ППЭ можно рассчитать методами квантовой химии (см. Неэмпирические методы, Полуэмпирические методы)-, расчет траекторий движения производится по ур-ниям классич. механики (метод классич. траекторий) или с учетом квантовых состояний частиц (метод квазиклассич. траекторий). Развиваются строгие методы, основанные полностью иа квантовых представлениях. Разрабатывается также стягистич. теория хим. р-ицй, к-рая не требует для расчета скорости р-ции знания траекторий и динамики движения по ППЭ достаточно лишь знание энергетич. спектра всех частиц, движущихся по ППЭ. [c.242]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология