Метод и квантовая механика

Количественная теория химической связи развивается в настоящее время на основе выводов и методов квантовой механики. Теория ковалентной связи, предложенная Гейтлером и Лондоном (1927) первоначально для описания молекулы Нг, при дальнейшем развитии получила распространение и на другие случаи ковалентной связи. Она описывает ковалентную связь, рассматривая состояние электронов данной электронной пары с помощью уравнений волновой функции Шредингера. Такое рассмотрение получило название метода валентных схем (ВС) или метода локализованных электронных пар. Можно показать, что при образовании связи с помощью -электронов необходимо, чтобы электро- [c.66]

Исследование природы химической связи и строения молекул развивалось параллельно с изучение. строения атома. К началу двадцатых годов текущего столетия Косселем и Льюисом были разработаны основы электронной теории химической связи. Гейтлером и Лондоном (1927) была развита квантовомеханическая теория химической связи. Тогда же получили развитие учение о полярной структуре молекул и теория межмолекулярного взаимодействия. Основываясь на крупнейших открытиях физики в области строения атомов и используя теоретические методы квантовой механики и статистической физики, а также новые экспериментальные методы, такие как рентгеновский анализ, спектроскопия, масс-спектроскопия, магнитные методы, метод меченых атомов и другие, физики и физи-ко-химики добились больших успехов в изучении строения молекул и кристаллов и в познании природы химической связи и законов, управляющих ею. [c.8]

Причина неудач была та же, что и в боровской теории атома — в невозможности классического описания движения микрочастиц, в необходимости учета корпускулярно-волнового дуализма. Именно поэтому до 1927 г., т. е. до применения методов квантовой механики к химии, не удавалось создать непротиворечивую теорию химической связи. Принципиальное рещение вопроса о природе химической связи впервые было дано на основе квантовой механики в 1927 г. Гейтлером и Лондоном, выполнившими расчет свойств молекул водорода. [c.79]

Таким образом, мы видим, что создатели квантовой химии к проблеме химической связи шли различными путями. Именно сочетание физических, химических и философских интересов плюс глубокая физико-математическая подготовка исследователей создали благоприятные и, можно сказать, уникальные субъективные предпосылки для решения молекулярных проблем методами квантовой механики. [c.157]

Определенный вклад в распространение представлений о справедливости физической модели горения внесла созданная в 1924—1926 годах квантовая механика. Успехи, достигнутые при решении различных химических задач методом квантовой механики, рассматривавшей вещества на уровне электронов и протонов, приводили к представлению о принципиальной возможности сведения фундаментальных химических законов к физическим. В работе [159] была показана недостаточная обоснованность данных представлений. [c.144]

В настоящее время широкое распространение получили расчеты теплоемкости газообразных веществ в состоянии идеального газа методами квантовой механики по данным спектроскопического анализа. Состоянию идеального газа теоретически соответствует нулевое давление и бесконечно большой удельный объем р = 0 у = 00. Расстояние между молекулами в этом состоянии бесконечно велико, так что взаимодействие между ними отсутствует. Тогда уравнение состояния вырождается в уравнение для идеального газа ру = / 7, а теплоемкости при постоянном давлении и объеме являются функциями только температуры Срщ, = Д (7) [c.8]

Энергетические уровни и распределение электронной плотности в многоэлектронных атомах, так же как и в атоме водорода, могут быть рассчитаны теоретически методами квантовой механики. [c.31]

Энергия расщепления А может быть рассчитана теоретически методами квантовой механики и определена экспериментально по спектрам поглощения комплексных соединений. [c.124]

Разнообразие природы сил межмолекулярных взаимодействий определяет трудность разработки единой теории, описывающей закономерности слабых взаимодействий, невозможность создания единого уравнения состояния вещества. Интенсивное развитие теории слабых межмолекулярных взаимодействий связано в настоящее время с методами квантовой механики, химической термодинамики, физической и коллоидной химии. [c.91]

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]

Микроскопическое описание состояния методом квантовой механики. Квантовые статистики [c.286]

После неудачных попыток удовлетворительно вычислить энергию активации реакций при помощи методов квантовой Механики появились успешные попытки более точной оценки энергий активаций [212, 132, 133, 65] и стерических факторов [63, 206, 213—215] радикальных реакций, а также надежные экспериментальные данные по радикальным реакциям [130, 131]. В настоящее время мы располагаем более точными оценками величин стерических факторов и энергий активации многих простых радикальных реакций, являющихся реакциями развития и обрыва цепей в цепных схемах крекинга и других превращений органических веществ. [c.159]

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]

Энергетические уровни и распределение электронной плотности в многоэлектронных атомах, так же как и в атоме водорода, в принципе могут быть рассчитаны теоретически методами квантовой механики однако здесь встречаются огромные математические трудности. В таких расчетах приходится решать уравнение Шредингера для многих частиц. [c.51]

Возможны два подхода к предвидению состава и строения продуктов взаимодействия катиона металла с лигандами. Первый из них — это непосредственный расчет относительной устойчивости всех мыслимых конфигураций для конкретного случая, например методами квантовой механики. Второй — это использование предшествующего опыта, сформулированного в виде описания типичных координационных чисел катиона, типичных способов координации лигандов, полуэмпирических правил, связывающих термодинамические характеристики связей и стереохимические требования катиона и лиганда с их структурой и т. д. Оба подхода имеют свои достоинства и недостатки. Эффективность обоих подходов мала в тех (нередких в химии координационных соединений) случаях, когда энергетическая выгодность различных продуктов реакции близка. [c.19]

Во втором издании (первое вышло в 1968 г.) нашли освещение такие вопросы, как статистическая термодинамика, кинетика электрохимических процессов, метод Молекулярных орбиталей. Более полно раскрыты понятия и законы физической химии, использование методов квантовой механики и термодинамики в учении [c.2]

Расчет производится методами квантовой механики, [c.245]

Понятие о квантовой химии. В самом общем виде квантовая химия — это приложение современной квантовой теории для рещения химических проблем. Она занимается изучением строения и физико-химических свойств молекул, радикалов, комплексов н кристаллов на основе представлений современных квантовых теорий, в частности квантовой механики. Квантовая химия охватывает учение о природе химической связи, об электронной структуре молекул и других объектов исследования химии, а также вскрывает взаимосвязь между структурой и свойствами, включая реакционную способность веществ. Квантовая химия — современное учение о химическом и кристаллохимическом строении вещества, а также взаимосвязи между строением и свойствами на основе представлений и методов квантовой механики. Таким образом, квантовая химия представляет собой дисциплину на стыке физики и химии и имеет первостепенное значение для всей современной химии.. [c.88]

Энергетическая характеристика одноэлектронных атомных частиц. Методами квантовой механики можно получить точную и полную энергетическую характеристику состояний электрона в одноэлектронных атомных частицах. При этом энергия таких частиц при различных п и 2 равна [c.51]

Вторым наиболее важным приближенным методом квантовой механики является теория возмущений. Пусть мы хотим решить уравнение Шредингера [c.20]

ГЛАВА ПРИБЛИЖЕННЫЕ МЕТОДЫ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ [c.29]

Слейтер (Слэтер) Джон Кларк (р. 1900) — американский физик. Основные труды по применению методов квантовой механики к строению электронных оболочек атомов и молекул. [c.89]

Гениальная догадка Льюиса об электронных парах была подтверждена и объяснена методами квантовой механики. [c.87]

Теория химических взаимодействий подробно рассматривается в руководствах по квантовой химии, органической и неорганической химии, теории твердых тел. Она далека от совершенства, но, опираясь на химические и физические исследования молекул и методы квантовой механики, шаг за шагом постепенно вскрывает сложную картину тех процессов, которые протекают при образовании и разрушении молекул, а также при изменениях их состояния. [c.55]

III. Ковалентные рефракции некоторых металлов могут быть рассчитаны методами квантовой механики. Так, представив молекулы одновалентных металлов Мег в виде ионных пар Ме+Ме , получим два иона, обладающих замкнутыми оболочками, поляризуемости которых вычисляются по теории возмущений (50] [c.30]

Значение постоянных и можно вычислить с помощью методов квантовой механики [4]. [c.419]

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]

Квантовая механика не дает в настоящее время возможности объяснить указанную двойственность в характере рассматриваемых явлений, так как остается еще не раскрытой природа элементарных частиц и сущность их свойств — заряда, спина и др. Поэтому методы квантовой механики носят в значительной степени формальный характер. Однако выводы, получаемые таким путем, дают возможность разрешать многие задачи, неразрешимые в настоящее время другими методами. При помощи квантовой механики можно характеризовать состояние электрона в атоме и определять плотность электронного облака в различных точках атома. В настоящее время успешное приложение квантово-механических методов к решеиию ряда важных проблем химии привело к возникновению нового раздела химии — квантовой химии. [c.44]

Значение электронных пар и октетов в образовании ковалентной связи между атомами было впервые оценено в работах Льюиса в 1016 г. Выяснение же ее механизма на основе методов квантовой механики было дано Гейтлбфом и Лондоном (1927). [c.65]

Напраьление и глубина химической реакции определяются законами термодинамики. Скорости химических реакций определяются законами химической кинетики. В химической кинетике используются как методы квантовой механики, молекулярной статистики и термодинамики, так и свои специфические методы. [c.521]

ГО ЧТО минимум функции г(з2 между ядрами становится менее резким, она понижается. Из равновесных значений Е, К и Г, соответствующих вириальному состоянию , Е имеет более низкое значение вследствие сжатия всей молекулы (с более значительным понижением V по сравнению с увеличением Т). Такое сжатие электронного облака согласуется с теорией, если уточнить расчет, сделанный в разд. 6.2.1 на основе вариационного исчисления путем введения второго вариационного параметра (наряду с линейной комбинацией коэффициентов с). Таким параметром служит коэффициент в показателе степени экспоненциальной волновой функции исходных атомов. Минимум энергии наблюдается при значении параметра, соответствующем сокращению электронного облака. Итак, природу химической связи можно представить себе следующим образом пр перекрывании исходных электронных оболочек атомов возникает выгодный в энергетическом отношении эффект интерференции , сущность которого может быть раскрыта тольксу методами квантовой механики. Такая интерференция вызывает увеличение заряда в пространстве между ядрами за счет заряда, находившегося вблизи них. Таким образом, провал плотности заряда между ядрами выравнивается , что приводит к сильному понижению кинетической энергии (при небольшом увеличении потенциальной). Это вполне соответствует балансу энергии, но противоречит вириальной теореме. Последняя удовлетворяется за счет того, что при образовании молекулы идет и другой энергетически выгодный процесс — сжатие электронного облака всей молекулы. Оба процесса протекают таким образом, что вириальная теорема выполняется устойчивое состояние молекулы достигается на более низком уровне энергии. [c.81]

В связи с приведенным примером весьма интересно сопоставить значения ДС/ и АНт и остановиться на весьма существенном термине химическое сродство . Химики второй половины XIX в. и начала текущего века называли этим термином причины (можно было бы сказать силы), под влиянием которых вещества вступают в химические реакции. В настоящее время эта задача решается, как принято говорить, на молекулярном уровне методами квантовой механики. Термодинамике же, которая не рассматривает взаимодействий между отдельными молекулами, надлежало найти некоторую макроскопическую меру действия химических сил, меру, которую можно было бы оценить по явлениям, происходящим во всей системе в целом. Первоначальная точка зрения, принадлежащая Томсену (1853) и в более ясной форме сформулированная Бертло (1867), предлагала в качестве меры химического сродства рассматривать тепловой эффект реакции. Бертло принадлежит следующая формулировка всякое химическое превращение, соверишющееся без вмеилательства посторонней энергии, [c.114]

Распределение электронов по о р б и т а л я м. Распределение электронов комплексообразователя по расщепленным энергетическим уровням в слабом поле подчиняется общим принципам а) первоочередного заполнения наиболее низких уровней б) Гунда в) Паули. Однако в сильных полях при достаточном числе электронов происходит полное заполнение орбиталей с низкой энергией сначала по одному, а затем по два электрона на каждой орбитали (спаривание). Лишь после этого начинают заполняться электронные орбитали с высокой энергией. Спаривание требует затраты энергии Ясп, так как оно принуждает электроны находиться в одной области околоядерного пространства и тем самым увеличивает отталкивание между ними. Величина сп рассчитывается методами квантовой механики и может быть определена эксперимеи- [c.166]

Квантово-механическая модель молекулы водорода. Точное значение энергии молекулы, состоящей из N атомов и п электронов в них, может быть определено лишь путем решения уравнения Шредингера (18.17). Однако, как уже отмечалось, возможность такого решения резко убывает с увеличением числа частиц (электронов и ядер), образующих соединение. Применив метод квантовой механики, Гейтлер и Лондон нашли приближенное решение уравнения Шредингера для молекулы причем приближенную волновую функцию электронов в молекуле г1)во получили из 15-функций изолированных и г1)(,-атомон водорода [c.236]

КВАНТОВАЯ ХИМИЯ, использует идеи и методы квантовой механики для исследования хим. объектов и процессов. В наиб, распростр. формулировке квантовомех. подход к изучению хим. систем (атомов, молекул или совокупности атомов и молекул) основан иа решении ур-ния Шре-диитера Hi]) = ф, где Н — оператор Гамильтона (гамильтониан), и ll) — неизвестные полная энергия и волновая ф-ция системы. Гамильтониан учитывает как кинетич. эиергию составляющих хим. систему частиц, т. е. атомных ядер и электроиов, так и энергию их взаимод. между собой, а при необходимости — и с внешним электрич. или магн. полем. Для изолиров. хим. системы гамильтониан складывается иэ суммы квантовомех. операторов кииетич. [c.251]