Необходимые сведения из квантовой механики

С точки зрения квантовой механики задача существенно не отличается, но для решения требует большего количества сведений. Так как ядра и электроны нельзя рассматривать как точечные частицы, то для каждой частицы требуются дополнительно трп параметра, необходимых, чтобы задать ориентации спиновых осей частиц в пространстве. [c.114]

Другие особенности курса состоят в следующем. Ему предпосланы краткие сведения из квантовой механики, необходимые как основа при современном изложении теории строения молекул и химической связи, спектроскопии, статистической термодинамики и химической кинетики. [c.3]

НЕОБХОДИМЫЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ 1. Основные особенности квантовомеханических систем [c.8]

Описание системы с помощью волновой функции предусматривает наличие полных сведений о системе й" взаимодействиях в ней если же система находится во внешнем поле, необходимо знание параметров этого поля в их зависимости от времени (все это отражается в операторе Гамильтона системы). Имеется аналогия с постановкой Задачи в классической механике, когда требуется однозначно описать изменение состояния системы во времени. Разница состоит в том, что в квантовой механике состояние системы в данный момент времени задается волновой функцией V (д) и описывается статистически, тогда как в классической механике состояние определяется совокупностью значений импульсов и координат. Изменения состояний системы во времени однозначно описываются уравнением (VII.6) в квантовом случае и уравнениями движения (11.28) в классическом. Состояния, описываемые волновой функцией (так называемые чистые состояния), представляют, однако, теоретическую абстракт-цию, о чем подробнее см. 5 этой главы. [c.149]

Спиновую динамику РП можно описать только с помощью квантовой механики. Поэтому для дальнейшего изложения кратко суммируем самые необходимые сведения из квантовой механики применительно к ситуации РП. Приведем некоторые хорошо известные результаты квантовой механики. [c.21]

Цель лекций состояла в том, чтобы заинтересовать химиков возможностями этой новой области науки. Это была большая проблема - изложить основные идеи спиновой химии с минимальным привлечением квантовой механики. По мере крайней необходимости пришлось приводить некоторые начальные сведения из квантовой механики, так как динамика спинов в ходе элементарных химических реакций может быть правильно описана только в рамках квантовой механики. [c.147]

Если для понимания ионной связи достаточно знания периодического закона и старых (классических) принципов теории валентности, то для объяснения ковалентной связи этих сведений уже совершенно недостаточно. Даже для элементарного объяснения этого типа связи необходимо привлекать квантовую теорию вещества (волновую механику). Поэтому в настоящей главе специальный параграф ( 4) посвящен изложению основных принципов волновой (квантовой) механики. Читатели, знакомые с основами волновой механики, могут пропустить этот параграф без ущерба для понимания дальнейшего текста. [c.161]

Предлагаемая книга, написанная известным английским специалистом в области квантовой химии, рассчитана в основном на химиков, желающих познакомиться с теорией электронного строения молекул на основе квантовой механики. Главное достоинство книги заключается в том, что в ней автору удалось в очень ясной и доступной форме изложить многие сложные вопросы квантовой теории молекул. Книга ие требует от читателя ни предварительного знания квантовой механики, ни специальной математической подготовки необходимо знание только курса общей физики и математики в объеме программ химических факультетов. В двух первых главах в весьма доступной форме автор излагает основы квантовой механики, а также теории строения атомов и тем самым дает начинающему читателю сведения, необходимые для изучения дальнейших глав. [c.5]

Предыдущая глава была посвящена главным образом обзору результатов применения квантовой механики к исследованию строения атома. В данной главе мы покажем, как были получены эти результаты, и дадим сведения, необходимые для последующего обсуждения строения молекул. Разумеется, основное внимание будет уделено волновому уравнению. Мы не можем вывести этого уравнения, так как такого вывода не существует точно так же, как не существует вывода ньютоновских уравнений движения. Однако между квантовой механикой и классической механикой имеется аналогия, которую следует отметить потому, что с ее помощью легко воспользоваться многими положениями хорошо известной классической механики при трактовке менее знакомой квантовой механики. [c.57]

Изучать квантовую химию невозможно, не овладев аппаратом квантовой механики. Предлагаемое учебное пособие по квантовой механике рассчитано на студентов химических факультетов университетов и вузов химического профиля. Его задача — познакомить читателя с основами квантовой механики в том минимальном объеме, который совершенно необходим для понимания современной химии. Нельзя сказать, что тех сведений, которые почерпнет студент из этой книги, окажется вполне достаточно для решения любых химических проблем, ибо в ней отсутствует изложение некоторых, даже стандартных для квантовой механики вопросов (теория рассеяния, возмущение в непрерывном спектре, не говоря уже о вторичном квантовании, и пр.). Однако мы надеемся, что химик, понимающий основы квантовой механики, в случае необходимости сам сможет изучить разделы, не вошедшие в настоящее пособие. [c.4]

Изложению истории квантовой химии органнческих соединений необходимо, конечно, предпослать краткий исторический очерк создания основ самой квантовой химии, а следовательно, и квантовой. механики. Это.му вопросу и посвящен первый раздел настоящей главы. Однако. материал этого раздела мы включаем в нашу работу (так же как в главу I сведения из истории физики электрона) только для того, чтобы читатель имел представление о предпосылках возникновения квантовой химии органических соединений [c.160]

Квантовая механика дает много сведений об исходном и конечном продуктах реакции, о протекании реакций, но полностью не описывает процессов превращений уже потому, что для этого недостаточно рассмотрения отдельной молекулы. В любом случае необходимо рассматривать хотя бы процессы отвода энергии во время реакции, без которых образующаяся молекула пе будет стабильна. [c.247]

Правильная оценка теоретических представлений английской школы химиков затруднительна без учета того, что было внесено в химию квантовой механикой. Эта глава, кроме того, придаст концепции мезомерии большую точность, и даст нам целый ряд сведений, которые окажутся полезными при решении теоретических про-бле.м органической химии. Таким образом, хотя в распоряжении читателя и имеется мастерский обзор этой проблемы, сделанный Паулингом, но во избежание разрыва в последовательном изложении мы считаем необходимым обсудить эти вопросы также и в нашей книге. К сожалению, чтобы избежать математических трудностей, изложению придется придать догматический характер. [c.160]

Познакомиться с квантовой механикой можно, только поняв ее математическую сторону. Именно это является причиной затруднений, на которые наталкивается химик, так как необходимые математические сведения несколько выходят за пределы курса, который обычно изучают химики, а физическая интерпретация математических результатов в квантовой механике представляется необычной, а то и совсем странной. Для того чтобы упростить изучение такого странного предмета, имеет смысл познакомиться с некоторыми математическими вопросами на примерах более привычных физических проблем. Если овладеть таким образом математическим аппаратом, то ознакомление с новыми представлениями о поведении материи, к которым приводит нас квантовая механика, будет происходить более просто. К счастью, классическая теория колебаний упругих тел является превосходным тренировочным полем, на котором можно научиться многому из того, что потребуется для понимания квантовой механики. Вместе с тем дело не только в том, что математическая трактовка колебаний очень близка к значительной части квантовой механики, но и в том, что теория колебаний сама по себе представляет большой интерес. Поэтому перед тем, как переходить к квантово-механической теории, мы считаем полезным посвятить некоторое время изучению обычных колебаний. [c.38]

Ценность этой книги состоит в том,-что она является компактным и легко обозримым введением в расчетные методы я-электронного приближения. Она позволит химикам, интересующимся квантовохимическими вопросами, овладеть материалом, необходимым для понимания обширной периодической литературы, посвященной применению я-электронного приближения к конкретным проблемам химии и строения сопряженных молекул. От читателя прп этом требуется знание квантовой химии в объеме книги Ч. Коулсона Валентность и элементарных сведений по квантовой механике, которые он может получить, например, из книги М. Г. Веселова Элементарная квантовая теория атомов и молекул , а также элементов линейной алгебры. [c.6]

Теория момента количества движения — важная глава квантовой механики здесь мы ограничиваемся напоминанием минимального числа самых необходимых сведений об этом предмете. Сферические гармоники (6, ф) являются собственными функциями операторов Р и в результате действия Р и на функцию она просто умножается на некоторое число. Последнее, однако, не имеет места в случае операторов 1 , 1у. Чтобы выразить результат действия 1 , 1у на т, удобно рассмотреть комплексные комбинации [c.86]

Чтобы рассчитать суммы по состояниям и с их помощью найти различные термодинамические свойства, необходимо вычислить теоретически или определить на опыте энергетические уровни системы в целом. В общем виде это пока невозможно. Уравнения квантовой и классической механики дают более простые сведения— определяют уровни энергии, отвечающие отдельным составляющим молекулярных движений — поступательного, колебательного или вращательного движения, энергию электронного возбуждения и т. п. Этими данными можно воспользоваться для вычисления сумм по состояниям Z, если энергию системы в целом удается представить в виде суммы, каждое слагаемое которой зависит только от одного квантового числа или от независимых переменных в классической механике. Тогда сумма по состояниям системы в целом окажется произведением сумм по состояниям для отдельных степеней свободы. Это вытекает из вида уравнений (Vin.l) или (Vni.2). Если [c.216]

В пособии иалагвются основы химической термодинамики на современном уровне. Особое внимание уделено элементам статистической термодинамики и методам статистического расчета термодинамических функций. В связи с этим приводятся в необходимом объеме сведения о молекуле с использованием элемен roa квантовой механики для простых молекулярных моделей. Описаны некоторые методы изучения энергетических уровней и других характеристик молекул, необходимых для теоретического расчета термодинамических функций и констант равновесия. [c.2]

Таким образом, задача расчета скоростей реакции сведена Эйрингом к вычислению полных сумм нормального и активированного состояний. Но для расчета необходимо иметь определенные данные о природе и строении активированного состояния. В принципе с помощью методов квантовой механики можно определить структуру активированного комплекса, о чем уже говорилось выше, однако эта операция очень трудоемка и неточна. К счастью, в большинстве случаев с достаточной точностью можно определить структуру активированного комплекса, воспользрвавшись общими сведениями о структуре реагирующих молекул. [c.81]

Книга содержит те разделы квантовой механики, знание которых необходимо для понимания квантовохимических расчетов. Излагаются основы нерелятивистской квантовой механики, теории возмущений и квантовых пеоеходов, приводятся примеры. Сообщаются сведения из теории операторов. Рассматриваются система многих частиц и метод самосогласованного поля. Описываются квантовые числа атомов в таблице Менделеева. В текст книги включены вопросы, ответы и указания к ним. В отличие от первого издания (1974 г., изд. ВГУ) опущены описания элементов теории групп и метода молекулярных орбиталей, но добавлена глава, посвященная магнетизму. [c.2]

Из сказанного в разд. 9.4 совершенно понятно, что в рамках строгой неэмпирической квантовой механики вряд ли когда-нибудь будет возможным получить совершенно точные сведения об электронной структуре и свойствах, скажем, переходных металлических комплексов или протеиновых линейных молекул. Конечно, при этом нас не должно удивлять беспрецедентное современное развитие квантовохимической теории, объясняемое все большей доступностью для проведения исследований больших электронных вычислительных машин действительно, во многих лабораториях в настоящее время ведутся трудоемкие расчеты довольно сложных молекул с учетом всех их электронов. В такой ситуации важно помнить, что расчеты вслепую, с мало понятными аппроксимациями скорее поведут к хаосу, чем к прогрессу. В связи с этим следует подчеркнуть, что надо шире использовать существующие в настоящее время довольно в большом числе полезные чисто теоретические методы (столь необходимые для проведения полуэмпирических вычислений с учетом всех электронов молекулы), обладающие такой степенью реализма, которая делает их гораздо ближе к аЬ initio методам, чем к упрощенным моделям. Например, методы, обсуждавшиеся в гл. 7, которые использовались до сих пор пока что только в сравнительно элементарных расчетах для небольших атомов и молекул, должны найти широкое применение в будущем так, подход, использующий разбиение электронов молекулы на группы (разд. 7.2), уже успешно применяется и дает очень хорошие результаты (к сожалению, однако, только для малых базисных наборов) для таких молекул, как метан [41], и, как показано в [46], этот подход идеально приспособлен к целям полуэмпирических теорий с другой стороны, правильное использование парных корреляционных функций вселяет надежду на возможность корректного введения в теорию полуэмпирических корреляционных поправок, характерных для отдельных электронных групп в молекуле. Эти [c.331]

Рассчитывать теплоемкость молекул непросто. Квантовая механика и статистическая физика дают математическую формулировку задачи, для решения которой необходимы, однако, подробные структурные и спектральные данные. Обычно молекулу считают жестким ротором, колебания которого являются гармоническими, т. е. на атомы, выведенные из положения равновесия, действуют силы, пропорциональные смещениям. Принимается также, что отдельные составляющие не оказывают друг на друга взаимного влияния. Несмотря на эти упрощения, при правильном учете всех вибрационных характеристик расчетные значения теплоемкостей хорошо согласуются с экспериментальными данными. Обычно в инженерной практике невозможно иметь исчерпывающие сведения о таких, например, величинах, как частоты колебаний по связям, получаемые из спектральных данных, молекулярные моменты инерций, или о влиянии эффектов пространственной блокировки групп в молекуле на внутреннее вращение. Кроме того, яе каждый инженер может заниматься такими расчетами. Поэтому имеются усредняющие методики и эмпирические структурные корреляции. Такие приближенные методы приводятся ниже. Для тех читателей, которые желают более глубоко ознакомиться с проблемой, рекомендуется работа Слейтера [1]. Этот вопрос хорошо освещен также Янцем [2], Денбигом [3], Беннером [4] и Гласстоном [5]. [c.195]

Одной из причин, объясняющих, почему при научной разработке рабочего механизма и вскрытии основной природы каталитического действия был достигнут лишь скромный прогресс (предисловие к I тому американского издания книги), может быть именно то обстоятельство, что при попытках понять катализ было обращено слишком мало внимания на получение широких сведений о химии изучавшихся каталитических систем. Для того чтобы понять природу рассматриваемых алюмосиликатных катализаторов, необходимо было изучить многие области химии. Важные сведения получены из химии кремнезема и окиси алюминия. Много нужных данных по алюмокремнеземным составам собрано при рассмотрении 1) химии стекла, керамики, минералогии, обмена основаниями, 2) каталитических систем, отличных от алюмосиликатов, 3) координационной химии, 4) явлений кристаллизации, 5) строения кристаллов, 6) квантовой механики, 7) теории химической связи и др. Из этих и многих других областей получен большой вклад в представление об алюмосиликатах как катализаторах. [c.186]

Как выглядит редукционистская позиция в контексте интересуюш его нас вопроса о соотношении квантовой механики и химии Редукционизм предполагает отсутствие принципиальных препятствий для сведения химии к квантовой механике, т. е. возможность интерпретации, объяснения и обоснования химических фактов с точки зрения квантовой механики. Очень часто редукционистская позиция формулируется в виде следуюш его высказывания П. А. М. Дирака Обш ая теория квантовой механики уже закончена... Решаюш ие физические законы, необходимые для математической теории большей части физики и всей химии, известны полностью, и трудности заключаются только в том, что точное приложение этих законов ведет к слишком сложным для решения уравнениям Это высказывание часто цитируется в книгах по квантовой химии. [c.129]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология