Основы квантовой теории

Теплоемкость веществ с понижением Т убывает и при абсолютном нуле равна нулю (рис. 6). Отсюда можно сделать вывод, что при комнатной Т теплоемкости Ag, Си и 5 приближаются к значению, предсказанному Дюлонгом П. и Пти А., а для алмаза эта величина гораздо ниже. Описание хода опытных кривых на рис. 6 было получено на основе квантовой теории, сформулированной в 1900 г. М. Планком. [c.33]

Интенсивность ионизирующих излучений по-разному ослабляется различными веществами. Процесс взаимодействия излучений с веществом носит сложный характер. Физическая картина ослабления интенсивности излучений объясняется на основе квантовой теории. Установлено, что [c.116]

Зоммерфельд построил теорию электропроводности металлов на основе квантовой теории электронного газа. [c.509]

Опытную зависимость Су=С(7 ) в настоящее время объясняют на основе квантовой теории. [c.33]

Проблема гетерогенно-каталитического акта является проблемой химического взаимодействия между реагирующими молекулами и взаимодействия их с поверхностью твердой фазы. Поэтому вопросы гетерогенного катализа должны решаться на основе квантовой теории химической связи и, в частности, на базе теории молекулярных орбиталей. Одновременно необходимо изучать свойства молекул, находящихся на поверхности твердой фазы. Это требует привлечения современных представлений о строении металлов и полупроводников. [c.660]

Связь волновой функции х, у, 2, о с измеримыми величинами устанавливается системой постулатов, образующих основу квантовой теории. Из квантовой механики вытекает, что, в отличие от классической механики, при описании микродвижения в общем случае физические величины являются неопределенными. В каждый момент времени применительно к определенному состоянию может быть задан лишь целый набор потенциально возможных численных значений и распределение вероятностей для этих значений, т. е. состояние в каждый момент времени может быть сопоставлено лишь со статистикой физической величины. Так, например, квадрат модуля волновой функции [c.11]

Объяснение электропроводности металлов, полупроводников и диэлектриков дается на основе квантовой теории строения кристаллических тел — так называемой зонной теории. Рассмотрим некоторые общие положения этой теории. Переход атомных паров в кристаллическое вещество можно рассматривать как химическую реакцию, так как оптические, термодинамические, электрофизические и другие свойства твердых тел отличаются от свойств газов. Важно отметить, что атомные спектры газов имеют линейчатое строение, а спектры твердых тел имеют сплошной характер или полосатую, очень сложную структуру. Уже при взаимодействии двух одинаковых атомов дискретные атомные энергетические уровни расщепляются и превращаются в полосы. Тем большее расщепление уровней происходит, когда большое число N атомов, например лития, сближается с далеких расстояний до расстояний, на которых они находятся в кристаллической решетке. На рис. 70, а это расстояние между ядрами обозначено на оси абсцисс буквой о- По оси ординат отложена энергия. Находясь на больших расстояниях, атомы не взаимодействуют друг с другом, и диаграмма уровней будет такая же, как и для изолированного атома лития (1 25 ). При сближении атомов начнется взаимодействие между ними, прежде всего у каждого из них станет расщепляться уровень валентных электронов (2х). Уровень 2з) расщепляется в систему весьма близко расположенных N уровней, образуя целую полосу (зону) уровней. Более глубокие уровни при образовании кристалла оказываются совсем не расщепленными или только незначительно расщепленными. [c.233]

ОСНОВЫ КВАНТОВОЙ ТЕОРИИ [c.23]

Впервые эти факты удалось разъяснить Эйнштейну, создавшему на основе квантовой теории, предложенной в 1900 г. М. Планком, кван- [c.55]

Теплоемкость, соответствующая вращению молекул газов, также должна быть рассмотрена на основе квантовой теории. [c.222]

Зависимость теплоемкости кристаллов от температуры в данное время дается на основе квантовой теории. Еслн классической теорией теплоемкости для газов принимается, что вся теплота, идущая на нагревание, расходуется главным образом на увеличение энергии поступательного движения и вращения молекул, то у твердых тел она идет полностью (или почти полностью) на увеличение колебательной энергии составных частей кристаллической решетки око- [c.63]

Решительные сдвиги в изучении природы бертоллидов появились только в связи с электронной интерпретацией кристаллофизических и кристаллохимических проблем на основе квантовой теории. Оказалось, что прежний дальтоновский тезис, согласно которому атомная дискретность химических соединений обусловливает также и дискретность химических отношений в этих соединениях, т. е. всеобщую эквивалентность сил химической связи, не может быть обоснован квантовой химией. Было показано, что физическая сущность химического взаимодействия, а следовательно, и химической связи в молекулах сводится к проявлению волновых свойств электронов. А это означает, что о всеобщей эквивалентности попарных химических связей не может быть и речи. Более того, речь может идти лишь о многоцентровых связях и молекулярных электронных орбиталях, которые и обусловливают как непрерывность химических отношений, так и переменный состав химических соединений бертоллидного типа. [c.69]

Элементарные основы квантовой теории строения [c.41]

Спектры молекул начали изучать еще в прошлом веке. Накопленный экспериментальный материал позволил установить множество эмпирических правил, обладающих в ряде случаев предсказательной силой. Некоторые из них нашли качественное объяснение в классической физике, в модельных представлениях. Однако глубокий анализ и количественные расчеты, результаты которых используют при исследовании многих свойств молекул и взаимодействий между ними, можно проводить только на основе квантовой теории. [c.130]

Идея многоквантовых процессов на первый взгляд кажется противоречащей основам квантовой теории. Эйнштейн показал, что наблюдающийся фотоэлектрический эффект согласуется с представлением об излучении как о потоке фотонов, чья энергия определена частотой или длиной волны интенсивность излучения измеряется числом фотонов (в единицу времени), но не влияет на энергию каждого отдельного фотона. Подобные рассуждения применимы и к фотохимическим изменениям. Приведенный в разд. 1.2 закон Штарка — Эйнштейна служил следующим подтверждением идей квантования. Только один фотон необходимо поглотить частице, чтобы вызвать ее различные фотохимические превращения. Следовательно, фотоны с энергией меньшей, чем необходимо для какого-то определенного превращения, например диссоциации, не могут быть эффективны, как бы ни была высока их интенсивность. Очевидно, что если частота излучения не соответствует разнице между двумя энергетическими уровнями молекулы или атома, то поглощение и, следовательно, реакция не могут произойти. Однако в последнее время выполнено большое число экспериментов, [c.73]

В настоящее время различия в электрической проводимости металлов, полупроводников и изоляторов объясняют на основе квантовой теории строения кристаллических веществ или так называемой теории энергетических зон. Сущность ее состоит в следующем. Электроны ближайших к ядру энергетических уровней атомов полностью насыщают эти уровни, находятся в устойчивых состояниях и образуют так называемую заполненную валентную зону. Электрическая проводимость и теплопроводность вещества не связаны с электронами этой зоны. В электрической проводимости могут участвовать только электроны ненасыщенных энергетических уровней. При этом полосы основных и возбужденных (периферических) энергетических уровней разделяются промежуточными свободными полосами, которые не имеют возможных для электрона квантовых состояний. Эту энергетическую зону, промежуточную между зонами основных и возбужденных уровней, называют запрещенной зоной. [c.265]

Путем анализа результатов многих экспериментов, проведенного на основе квантовой теории, установлено, что это соотношение соблюдается для любой системы. Только измеряя энергию системы в течение длительного периода, можно получить результаты, имеющие небольшую ошибку. [c.74]

Более точное описание спектра атомарного водорода было сделано-в 1913 г. Бором на основе квантовой теории. Бор полностью отошел от позиций классической механики, предположив, что в атоме водорода орбитальный угловой момент электрона может принимать только такие значения, которые представляют собой целые кратные кванта углового момента равного Л/2я. Бор принял также, что электрон движется по замкнутой орбите вокруг положительно заряженного ядра. Теперь мы знаем, что орбитальные электроны не ведут себя подобным образом, однако Бору удалось вывести правильное выражение для уровней энергии водородоподобных атомов (т. е. атомов с одним электроном). Он смог также определить размеры водородоподобных атомов по его расчетам радиус внутренней орбиты атома водорода равен 0,529-10- ° м. [c.369]

ОСНОВЫ КВАНТОВЫХ ТЕОРИЙ ХИМИЧЕСКОЙ СВЯЗИ [c.227]

Таким образом, в частотах стоксовой (со —ш —<о ) и антистоксовой (о)д =т +сй ,.) линий комбинируются частота монохроматического излучения источника с частотой собственных колебаний молекулы. Поэтому описанное выше явление называют комбинационным рассеянием. Объяснение этого явления можно дать как на основе классической электромагнитной теории, так и на основе квантовой теории света. [c.75]

Другое проткЕоречис, заложенное в протон-электронной модели, можно обнаружить при рассмотрении статистики ядер изотопа N. Макроскопические сеойстез, такие как распределение энергии по молекулам газа, описываются классической статистикой Больцмана, но для ядер и элементарных частиц оказалось необходимым ввести новый статистический подход. На основе квантовой теории были разработаны два типа статистики. Если координаты двух идентичных частиц в системе можно взаимно переставить без изменения знака волновой функции, описывающей систему, то она подчиняется статистике Бозе—Эйнштейна. Однако, если волновая функция антисимметрична, другими словами, если знак волновой функции меняется при перестановке координат, то система подчиняется статистике Ферми —Дирака, причем различие состоит в том, что принцип запрета Паули [c.392]

Содержание книги можно разделить на три части. Первая часть (гл. 1—7) знакомит читателей с основами квантовой теории и современных представлений о природе химической связи. Изложенный здесь материал имеет самостоятельный характер, и для его изучения не требуется предварительного знакомства с курсом квантовой механики. [c.5]

В первоначальном варианте таблицы Д. И. Менделеева элементы располагались в порядке возрастания атомных масс и группировались по сходству химических свойств. Объяснение периодическому закону и структуре периодической системы в дальнейшем было дано на основе квантовой теории строения атома. Оказалось, что последовательность расположения элементов в таблице определяется зарядом ядра, а периодичность физико-химических свойств связана с существованием электронных оболочек атома, постепенно заполняющихся с возрастанием 2. [c.33]

За 100 лет, прошедших с того момента, как Бутлеров высказал идею о связи между химическими свойствами соединений (реакционной способностью) и их строением, в химии был накоплен огромный опытный материал на примере разнообразных соединений и классов реакций, иллюстрирующий и подтверждающий правильность идеи Бутлерова. Попытки обобщений этого материала и теоретической интерпретации установленных на опыте закономерностей предпринимались Вант-Гоффом, Оствальдом, Дж. Томсоном, Косселем на основе электронных представлений и электрической теории строения атома и далее Полингом, Коулсоном и другими — на основе квантовой теории строения атомов и молекул. В результате этих попыток наметились пути, на которых отдельные вопросы связи реакционной способности и строения химических соединений получили неко- [c.293]

Книга всесторонне и доходчиво, а самое главное методологически правильно знакомит с теорией химической связи и результатами ее применения к описанию строения и свойств соединений различных классов. Сначала изложены доквантовые идеи Дж. Льюиса о валентных (льюис овых) структурах и показано, что уже на основе представлений об обобществлении электронных пар и простого правила октета при помощи логических рассуждений о кратности связей и формальных зарядах на атомах удается без сложных математических выкладок, как говорится на пальцах , объяснить строение и свойства многих молекул. По существу, с этого начинается ознакомление с пронизывающими всю современную химию воззрениями и терминами одного из двух основных подходов в квантовой теории химического строения-метода валентных связей (ВС). К сожалению, несмотря на простоту и интуитивную привлекательность этих представлений, метод ВС очень сложен в вычислительном отношении и не позволяет на качественном уровне решать вопрос об энергетике электронных состояний молекул, без чего нельзя судить о их строении. Поэтому далее квантовая теория химической связи излагается, в основном, в рамках другого подхода-метода молекулярных орбиталей (МО). На примере двухатомных молекул вводятся важнейшие представления теории МО об орбитальном перекрывании и энергетических уровнях МО, их связывающем характере и узловых свойствах, а также о симметрии МО. Все это завершается построением обобщенных диаграмм МО для гомоядерных и гете-роядерных двухатомных молекул и обсуждением с их помощью строения и свойств многих конкретных систем попутно выясняется, что некоторые свойства молекул (например, магнитные) удается объяснить только на основе квантовой теории МО. Далее теория МО применяется к многоатомным молекулам, причем в одних случаях это делается в терминах локализованных МО (сходных с представлениями о направленных связях метода ВС) и для их конструирования вводится гибридизация атомных орбиталей, а в других-приходится обращаться к делокализованным МО. Обсуждение всех этих вопросов завершается интересно написанным разделом о возможностях молекулярной спектроскопии при установленни строения соединений здесь поясняются принципы колебательной спектро- [c.6]

Первое издание книги вышло в Англии в 1952 г. К тому времени был в некотором смысле завершен первый этап развития квантовой химии, заложивший общие основы квантовой теории валентности. Он ознаменовался выяснением природы химической связи, созданием теории простых (главным образом двухатомных) молекул, теории направленных валентностей, получившей блестящее применение в области комплексных соединений, и особенно разработкой теории молекул ароматических соединений, в которую большой вклад внес автор книги. Однако при всем их значении расчеты данного периода носили главным образом полуколичественный или полуэмпирический характер. Это был период исканий, когда наряду с удачными и очень ценными положениями вводилось много второстепенных понятий, которые хотя и сыграли некоторую роль в развитии квантовой химии, но постепенно отмирали. [c.6]

На основе квантовой теории было установлено, что плоскость эллипса, по которому движется электрон, сама вращается, так что электрон описывает не эллипс, а очень сложную кривую. Следствием этого является более сложный характер спектра отдельная линия, которая представляется глазу как простая, на самом деле может быть разложена на несколько тонких линий, обладает так называемой тонкой структурой. Теоретическое определение числа и положения тонких линий спектра полностью подтвердилось при более точном экспериментальном исследовании спектров. [c.75]

В последующих параграфах будут рассмотрены методы, которые могут быть использованы для выяснения механизма электролитической реакции. Под механизмом реакции подразумевается последовательность отдельных стадий, которые в действительности протекают последовательно или одновременно и в совокупности образуют суммарную электродную реакцию. Выявление этой последовательности реакций, как и в химической кинетике, возможно только экспериментальным путем. Теоретическое вычисление, например на основе квантовой теории, еще невозможно. [c.429]

Причины стабильности электронной пары могут быть лучше всего поняты на основе квантовой теории. Два атома соединяются друг с другом с образованием стабильной молекулы только в том случае, если при этом понижается полная энергия их электронных систем. В 1927 г. Гейтлер и Лондон показали, что полная энергия двух электронов в связанном состоянии меньше, чем когда они разъединены, если их спиновые квантовые числа 5 имеют противоположные знаки. Если два электрона объединяются с образованием связывающей пары, то это значит, что они образуют ковалентную связь. Математически ее можно описать как сложную волновую систему, в которой потеряны все признаки индивидуальности отдельных электронов. [c.29]

Ф. X. Гроттус еще в 1817 г. установил, что химически активен лишь тот свет, который поглощается реакционной средой. К. А. Тимирязевым было показано (1875), чго количество продукта, полученного при данной фотохимической реакции, пропорционально количеству поглощенной световой энергии. Эти соотношения были подвергнуты разностороннему изучению (1907—1910) П. П. Лазаревым, показавшим, что количество разложившегося вещества пропорционально количеству поглощенной- энергии. В дальнейшем теория фотохимических реакций развивалась на основе квантовой теории света. [c.500]

Наблюдлем.чя на опыте зависимость Т. твердых тел и реальных многоатомных газов от т-ры не м. 6. объяснена в рамках классич. теории. Более точная ф-ла получена П. Дебаем на основе квантовой теории. При низких т-рах Т. кристаллич. решетки Си = аТ , где а — постоянная. У металлов и ферромагн. в-в, кроме Т. решетки, следует принимать во внимание еще электрониую н магнитную Т., к рые при низких т-рах могут давать большой вклад в Т. Точный теор. расчет Т. возможен лишь для газов. Чаще всего Т. определяют экспериментально методами калориметрии при этом для твердых тел и жидкостей обычно получают Т. при давл. насыщ. пара С разница между Ср и s при т-рах, далеких от критических, незначительна. [c.563]

В книге излагаются физические основы и математический аппарат нерелятивистского и квазирелятивист-ского движения частицы во внешнем иоле, основы квантовой теории систем взаимодействующих одинаковых частиц и приложения теории к описанию различных явлений. [c.2]

Для второго издания книга была значительно переработана. Существенной переработке подверглись параграфы 13, 14, 16> 26, 27, 31, 85, 92, 123. Заново написаны параграфы 32, 52, 80— 82, 84, 94, 96—98, 124, 125. Написана новая глава XIII. В связи с нежелательностью увеличения общего объема книги во второе издание не вошла глава Основы квантовой теории твердого тела и опущены некоторые другие параграфы первого издания. [c.8]

М. Планк за./1ожил основы квантовой теории ввел понятие о квантах энергии. [c.660]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология