Квантовая теория, элементарное изложение

Такого плана я пытался придерживаться при подготовке второго издания Общей химии . Мною введены две новые главы, посвященные атомной физике (гл. П1 и Vni). В этих главах довольно подробно рассмотрены вопросы, связанные с открытием рентгеновских лучей, радиоактивности, электронов и атомных ядер, описана природа и свойства электронов и ядер, изложена квантовая теория, фотоэлектрический эффект и фотоны, теория атома по Бору, отмечены некоторые изменения наших представлений об атоме, внесенные квантовой механикой, рассмотрены другие вопросы учения о строении атома. Все это позволит студенту первого курса вычислить энергию фотона света данной длины волны и предсказать, приведет ли поглощение света данной длины волны к расщеплению молекулы на атомы. Некоторые разделы элементарной физической химии в книге изложены подробнее, чем это было сделано в первом издании. Введена отдельная глава, посвященная биохимии. Значительной переработке подверглось изложение химии металлов. Рассмотрение вопросов, относящихся к химии металлов, начинается теперь с главы, в которой показаны характерные особенности металлов и сплавов и описаны методы добычи и очистки металлов. Затем следуют три главы, посвященные химии переходных металлов в первой главе рассмотрены скандий, титан, ванадий, хром, марганец и родственные им металлы во второй — железо, кобальт, никель, платиновые металлы в третьей — медь, цинк, галлий, германий и ближайшие к ним по свойствам металлы. В той или иной мере пересмотрено и большинство других глав. [c.10]

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]

Хотя книга написана на самом современном научном уровне, в ней, к сожалению, по существу не нашли отражения работы по квантовой теории кинетики реакций переноса протона. В связи с этим представлялось целесообразным дополнить ее (с любезного согласия автора) кратким изложением основ современной квантовой теории кинетики элементарного акта реакций переноса протона в растворах, в котором дан иной подход к проблеме. Он отличается, в частности, учетом динамической роли растворителя в кинетике рассматриваемых процессов. [c.6]

В первом разделе нашей книги дано элементарное изложение некоторых вопросов теории и экспериментальной техники вращательных и колебательных спектров молекул< В связи с этим необходимо напомнить, что внутренняя энергия молекул, связанная с движением его электронов и ядер, а также с вращением молекулы как целого в пространстве, подчиняется законам квантовой механики. [c.6]

В предыдущей главе мы попытались в общих чертах показать, какое влияние может оказывать электронное возбуждение на ход химических реакций. В последующих главах мы более подробно рассмотрим механизм процесса возбуждения и его последствия. Хотя качественное и приближенное понимание этих процессов возможно при весьма элементарных знаниях, все же без квантовой механики можно продвинуться вперед лишь очень незначительно. Поэтому, прежде чем вернуться к сложным явлениям, наблюдаемым в биологических системах, мы посвятим некоторое время рассмотрению основ квантовой теории. Мы будем подходить к вопросу скорее с экспериментальной, чем с теоретической точки зрения иначе говоря, встречая новые и непривычные постулаты, мы в первую очередь будем обращать внимание на те экспериментальные факты, которые вынуждают нас вводить их. С самого начала необходимо отметить, что точный квантовомеханический расчет энергетических уровней сложных молекул реагирующей системы, находящихся в сильно возмущающей среде, в настоящее время невозможен. Тем не менее, пользуясь полуэмпирическим методом, можно проникнуть в сущность физического механизма реакций, что оказывается очень полезным в работе химиков-органиков и биохимиков. Подробное изложение истории квантовой механики можно найти в большинстве учебников [1], нам же вполне достаточно краткого ее очерка. [c.19]

Эта книга возникла на основе краткого курса лекций по ЭПР, прочитанных в Американском химическом обществе. Окончательный ее вариант сформировался после существенного пересмотра и расширения лекционного материала. Опыт чтения подобных курсов убедил нас в том, что электронный парамагнитный резонанс вызывает интерес у многих химиков, физиков и биологов. Математическое образование большинства слушателей этих лекций по ЭПР ограничивалось основами анализа. Их знакомство с теорией молекулярной структуры преимущественно сводилось к элементарному курсу физической химии. Наша книга рассчитана именно на такую категорию читателей. Однако оказалось, что по уровню изложения она подходит и для более подготовленных аспирантов и дипломников различных специальностей. Химики, работающие в промышленности, также сочли для себя полезными наши лекции как материал для самостоятельного изучения предмета. Для студентов, даже хорошо подготовленных, представит интерес весь дополнительный материал по математическим методам и элементарной квантовой механике, особенно по теории угловых моментов, данный в виде приложений в конце книги. [c.7]

При написании этой книги важно было решить, на каком уровне необходимо вести изложение основных принципов. Очевидно, такие фундаментальные понятия, как диаграммы энергетических уровней, вероятности переходов и спин-гамильтониан, лучше всего объяснять с точки зрения квантовой механики. Весьма важно было также представить основные результаты как логически последовательные выводы из хорошо известных физических принципов, не прибегая к магическим формулам, взятым с потолка . Таким образом, наша задача сводилась к тому, чтобы точно, но простыми логическими средствами донести основные теоретические идеи до читателя с тем, чтобы он проследил каждую ступень аргументации и понял, откуда следует тот или иной вывод. При этом мы не стали излагать детали, которые не играют существенной роли, но усложняют теорию. Разумеется, в некоторых случаях необходимо было компромиссное решение. Например, мы не сочли целесообразным приводить вывод выражения для сверхтонкого контактного взаимодействия Ферми, поскольку элементарные доказательства неубедительны. Мы стремились подчеркнуть те явления, которые свойственны и электронному и ядерному резонансу. Так, читатель, знакомый с теорией ядерного диполь-дипольного взаимодействия, необходимой для понимания ширины линии ЯМР твердых тел, узнает также многое [c.8]

Для чтения книги нужны знания в объеме обычного университетского курса квантовой механики (это не относится к первым трем главам, для чтения которых достаточно самых элементарных сведений о квантовой теории атома). Знания теории групп не требуется. Из-за этого ограничения, вызванного стремлением сделать книгу доступной более широкому кругу читателей, возник ряд трудностей при изложении некоторых разделов второй части книги. Например, оказалось весьма сложным разъяснить физический смысл квантового числа v (seniority number), введенного Рака. При применении же теории групп этот вопрос решается тривиально просто. Это же ограничение заставило отказаться от сколько-нибудь подробного рассмотрения классификации уровней атомов с незаполненными /-оболочками. [c.12]

Из изменений и дополнений, введенных в это издание, следует отметить совершенно заново написанные главы 24 (о новой теории электролитов) и 29 (фотохимия), которые значительно расширены и обновлены по сравнению с предыдуш,ими изданиями, а также двбавление следующих вопросов квантовой теории теплоемкостей газов (гл. 16), применения стандартных термодинамических таблиц (гл. 21), новых теорий перенапряжения (гл. 27) и более подробное изложение метода Гиббса (гл. 18) и энергии элементарных процессов (гл. 17). В остальных главах сделано много более мелких дополнений, изменений, а также ряд исправлений. [c.8]

Книга Гайнца Беккера Введение в электронную теорию органических реакций представляет собой четкое и ясное изложение электронных представлений о механизмах наиболее распространенных и важных реакций органических веществ, без изложения которых не обходится ни один курс органической химии, ни практика исследователя. В отличие от других книг теоретического направления, обычно ограничивающихся при изложении механизма реакций лишь графикой электронных смещений, книга Беккера, помимо очень удачной графики этого рода, вскрывает физико-химические, термодинамические и электронно-структурные факторы движущих сил реакций. Она вооружает читателя глубокими знаниями и возможностью предвидения. Первые три главы излагают общие теоретические основы проблемы химической связи, распределения электронной плотности в органических молекулах и основные положения кинетики и термодинамики органических реакций с освещением теории переходного состояния и элементарного акта реакции. Первая из этих глав, посвященная квантовомеханическим основам теории химической связи, написана в форме, доступной для химиков-органиков, обычно плохо владеющих высшей математикой. В этой главе некоторым сокращениям подверглось изложение представлений о модели атома Бора, имеющих лишь исторический интерес. В этой же главе излагаются основы квантовой механики, где Беккер подходит к уравнению Шредингера, используя аналогию с волновым уравнением. Эта аналогия имела определенное эвристическое значение при создании волновой механики. Однако она, естественно, не отражает важнейших особенностей уравнения Шредингера и вряд ли облегчает его -восприятие. Поэтому взамен этой аналогии мы изложили основы квантовой мех-лники в доступной форме, аналогично тому, как это Сделается в основных современных курсах квантовой химии. / [c.5]

Наличие тонкой структуры указывает на более -сложное строение электронных уровней, чем то, к которому приводит изложенная выше элементарная разработка теории Бора. -Согласно последней, электро ны движутся по руговым орбитам, однозначно характеризуемым елинственным главным квантовым числом п, и количество спектральных линий не должно превышать числа парных комбинаций этих чисел, отвечающих обеим о-рбитам, между которыми происходит переход электрона. Однако число линий в тонкой структуре значительно больше. [c.97]