Метод молекулы водорода

Метод фотохимического разложения сероводорода. Разработан швейцарскими и итальянскими химиками. При фотохимическом разложении сероводорода в присутствии катализатора — суспензии сульфида кадмия и диоксида рутения — образуются водород и сера. Механизм этой реакции заключается в следующем. В сульфиде кадмия (соединение С полупроводниковыми свойствами) электроны под действием света начинают перемещаться, оставляя положительно заряженные дырки, и восстанавливают водород из водного раствора. Ион гидроксида разлагает молекулу водорода с образованием сульфид-иона, который окисляется до элементарной серы. Этот процесс можно использовать для очистки газов от сероводорода. [c.54]

Каталитическое дегидрирование — наиболее простой метод получения ди енов С4 и С5, поскольку молекулы бутана и изопентана обладают готовым углеродным скелетом соответственно дивинила и изопрена, и весь механизм сводится к отщеплению двух молекул водорода. [c.349]

Далее мы вернемся к этим функциям, а сейчас обратимся к энергетическим характеристикам молекулы водорода, получаемым в методе Гайтлера— Лондона. [c.145]

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]

Метод молекулярных орбиталей. Метод ВС имеет существенные недостатки. Помимо трудности в проведении приближенных расчетов волновой функции имеются принципиальные несоответствия. Например, в ряде случаев определенную роль в образовании химической связи играют не электронные пары, а отдельные электроны. Это видно иа примере ионизированной молекулы водорода Н2+. В этой молекуле имеется только один электрон, т. е. в ней осуществляется одноэлектронная связь. Или, например, свободные радикалы обладают высокой реакционной способностью, но содержат только неспаренные электроны. Метод ВС не способен дать ответ на вопрос, какую роль они играют в образовании связи. [c.233]

Рассмотрим при помощи этого метода молекулу водорода. Здесь не используются молекулярные орбитали, на которые в соответствии с принципом Паули поселяются электроны. В методе атомных связей рассматривается сразу волновая функция, отвечающая двум образующим химическую связь электронам. Пусть два атома водорода N и Ь приближаются друг к другу. Известно, что волновая функция, описывающая электрон атома М, запишется следующим образом [c.312]

После объяснения на основе квантовой механики природы химической связи в молекуле водорода были предприняты многочисленные попытки, с одной стороны, улучшить метод Гайтлера — Лондона, а с другой,— распространить его на другие, более сложные молекулы, что привело в итоге к созданию метода валентных связей ВС), [c.158]

После изложения основных идей и уравнений метода МО обратимся к конкретным примерам его использования при исследовании электронного строения молекул. Начнем с молекулы водорода в основном состоянии. [c.189]

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]

В некоторых случаях группы действительно представляют собой физическое явление, например группы атомов водорода в обычных лабораторных условиях. Как известно, в основном все атомы водорода ассоциируются в бинарные группы, называемые молекулами водорода. Таким образом, квазихимическое приближение представляет собой удобный метод, позволяющий с самого начала решения задачи использовать как можно больше физических и химических данных [76]. [c.67]

Применение метода МО ЛКАО к молекулярному иону водорода и молекуле водорода [c.25]

Ограниченность объема данной книги вынуждает нас при обсуждении энергии связи использовать простую терминологию теории молекулярных орбиталей. Строгие квантовомеханические расчеты для любых молекул, кроме молекулы водорода, более сложны, а потому и неосуществимы в данном случае. Были предложены приближенные методы расчета орбиталей связанных электронов [1, 2]. К двум наиболее важным методам [c.98]

В молекуле На два электрона. Согласно принципу наименьшей энергии и принципу Паули эти два электрона с противоположными спинами также заселяют а 15-орбиталь. Реакцию образования молекулы водорода из атомов в системе обозначений метода МО можно записать [c.86]

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]

Основоположники метода валентных связей (ВС) Гайтлер и Лондон составили МО молекулы водорода следующим образом. Сначала в нулевом приближении молекула упрощенно рассматривается как совокупность невзаимодействующих атомов, а потому характеризуется молекулярной волновой функцией [c.29]

Существуют два способа объяснения характера ковалентной связп— метод валентных связей (ВС) и метод молекулярных орбиталей (МО). Первый метод основан на предложенном В. Гейтлером и Ф. Лондоном (1927) решении уравнения Шрёдингера для молекулы водорода На (примененном ранее Гейзенбергом к атому гелия). В тридцатых годах этот метод усовершенствован Дж. Слейтером и Л. Полингом. Второй метод — молекулярных орбиталей — создан несколько позднее Р. Малликеном, Ф. Хундом, Э. Хюккелем, Дж. Леннардом-Джонсом и Ч. Коулсоном. В пятидесятые годы важный вклад в развитие метода сделал К. Рутан, использовав уравнения самосогласованного поля (ССП), разработанные Д. Хартри и В. Фоком для многоэлектронных атомов. Создание математического аппарата и электронно-вычислительных машин позволило проводить многочисленные теоретические расчеты для молекул, беря из опыта значения только межъядерных расстояний. Метод молекулярных орбиталей более употребителен и поэтому рассмотрен более подробно, чем метод валентных связей. [c.176]

Со времени опубликования (1927 г.) предложенного Гейтлером и Лондоном квантовомеханического расчета строения молекулы водорода приближенные методы были существенно улучшены, и в настоящее время экспериментальные и расчетные данные хорошо согласуются между собой. [c.86]

Теперь, используя метод молекулярных орбиталей, составим волновую функцию молекулы водорода. Для связывающей молекулярной орбитали двух электронов (коэффициент нормирования при этом опускается) запишем функцию грв и по тем же соображениям, что и при решении по Гейтлеру — Лондону, составим произведение [c.87]

Определим, чем отличаются, волновые функции молекулы водорода, рассчитанные методом МО и ВС. Для этого упростим [c.87]

Мы определили волновую функцию иона молекулы водорода, исходя из соображений симметрии. Рассмотрим более общий метод определения волновых функций и энергий атомных систем в так называемом нулевом приближении теории возмущений. Эта. теория применяется для определения изменения функций и энергий под влиянием какого-либо малого возмущающего фактора. Уравнение Шредингера (ХХ.8) может быть переписано следующим образом [c.470]

Таким образом, проведенное исследование позволило сделать вывод, что химическая связь в молекуле водорода осуществляется путем образования пары электронов с противоположно направленными спинами, принадлежащей обоим атомам. Разработанная на этой основе теория химической связи и для более сложных молекул получила название метода валентных связей. Важным положением является то, что всякий раз, когда химическая связь образуется, спины пары электронов должны быть антипараллельными. Это находится в соответствии с принципом Паули и подчеркивает, что при образовании химической связи электроны переходят в новое квантовое состояние. [c.103]

Величина представляет собой разницу нулевых энергий активированного комплекса и исходных молекул, т. е. соответствует энергии активации при 7=0. Величина может быть рассчитана, если известна поверхность потенциальной энергии. К сожалению, в настоящее время точный расчет поверхности потенциальной энергии возможен лишь для нескольких систем из изотопно замещенных молекул водорода. В остальных случаях используют различные полуэмпирические методы, основанные на тех или иных допущениях. [c.278]

Таким образом, в методе валентных связей ионные состояния не учитываются вообще, а в теории молекулярных орбит их вес принимается одинаковым и равным весу гомеополярного состояния. Конечно, обе концепции являются некоторыми грубыми приближениями, имеющими определенные области целесообразного применения. В частности, молекула водорода количественно лучше описывается теорией спинвалентности. Теория молекулярных орбит, как и теория спинвалентности, объясняет отсутствие химического взаимодействия у атомов гелия и свойства насыщаемости валентности. [c.483]

Для многоэлектронных структур, как и для многоэлектронных атомов, точное решение уравнения Шредингера (см. 3.4) не найдено и в связи с этим применяют приближенные решения. Приближенное решение уравнения Шредингера на примере образования молекулы водорода На впервые выполнено в работе В. Гейтлера и Ф. Лондона в 1927 г. Ими использован метод расчета двухэлектронного атома гелия, развитый Гейзенбергом. [c.97]

Таким образом, несмотря на невозможность точного решения уравнения Шредингера, использование приближенных методов позволяет провести расчет для молекулы водорода с весьма высокой точностью. [c.86]

Таким образом, несмотря на невозможность нахождения точного решения уравнения Шредингера для молекулы водорода, использование приближенных методов позволяет рассчитать эту систему с весьма высокой степенью точности. [c.155]

Мет,од валентных связей (ВС) разработан Гейтлером и Лондоном (1927) при изучении строения молекулы водорода. Метод основан на предположении, что химическая связь образуется парой [c.22]

Представления о механизме образования химической связи, развитые Гейтлером и Лондоном на примере молекулы водорода, были распространены и на более сложные молекулы. Ра нработаи-ная на этой основе теория химической связи получила название метода валентных связей (метод ВС). Метод ВС дал теоретическое объяснение важнейших свойств ковалентной связи, позволил понять строение большого числа молекул Хотя, как мы увидим ниже, этот метод не оказался универсальным и в ряде случаев не в состоянии правильно описать структуру и свойства молекул (см. 45), — все же он сыграл большую роль в разработке квантово-механической теории химическон связи и не потерял своего значения до настоящего времени. [c.121]

Метод валентных связей. Представления об образовании молекулы водорода, развитые Гейтлером и Лондоном, были распространены и на более сложные молекулы. На этой основе возникла теория образования химических связей, которая получила название метода валентных связей. Этот метод основан на представлении о том, что атомы в молекуле удерживаются посредством одной или нескольких электронных пар, причем эти связи тем прочнее, чем в большей степени перекрываются электронные облака взаимодействуюших атомов. Обычно большая степень перекрывания электронных облаков наблюдается на прямой, соединяющей центры атомов. Комбинации двухэлектронных двухцентровых связей, которые отражают электронную структуру молекулы, называют валентными схема.ии. [c.47]

Полнены гидрируются легко, присоединяя на каждую кратную связь по молекуле водорода это является превосходным методом для установления числа С==С-связей. Гидрирование оказало неоценимые услуги при изучении строения многих природных веществ. Так, например, методом гидрирования была установлена степень иепредельности сквалена—углеводорода из печени акулы. При гидрировании с Ni-катализатором под давлением к сквалену присоединилось шесть молекул водорода [c.353]

Как уже неоднократно упоминалось, основные трудности много-электронной задачи связаны с межзлектронным взаимодействием. В приближении самосогласованного поля каждый электрон рассматривают как движущийся в усредненном поле всех остальных электронов, т.е. межэлектронное взаимодействие учитьшают в среднем. Многие свойства молекул удается удовлетворительно описать уже в этом приближении. Однако в ряде случаев погрешность приближения Хартри Фока оказьшается слишком большой. Например, погреншость рассчитанного методом Хартри - Фока адиабатического потенциала молекулы водорода для равновесного межъядерного расстояния имеет порядок [c.90]

Строгое решение этой задачи для четырех частиц невозможно, поэтому применяют приближенные методы, например метод -возмущений. Последний был развит в классической теории движения небесных тел, в особенности для солнечной системы. Примем, что молекула водорода Нг в нулевом приближении состоит из дзух невзаимодействующих атомов водорода а и b в основном состоянии (Is). Тогда общая энергия равна сумме энергий отдельных атомов [c.84]

Основные полоокенхм метода валентных связей. Впервые приближенное решение уравнения Шредингера для одной из простейших молекул — молекулы водорода было произведено в 1927 г. В. Гейтлером и Ф. Лондоном. Эти авторы сначала рассмотрели систему из двух атомов водорода, находящихся на большом расстоянии друг от друга. При этом условии можно учитывать только взаимодействие каждого электрона со своим ядром, а всеми остальными взаимодействиями (взаимное отталкивание ядер, притяжение каждого электрона к чужому ядру, взаимодействие между электронами) [c.101]

Два средних члена этого равенства представляют собой ковалентную связь и совпадают с выражением МО по теории ВС. Первый и последний члены отвечают ионной связи. Уравнение показывает, что теория МО в противоположность методу ВС автоматически учитывает вклад ионной связи в общую химическую связь молекулы водорода, но приписывает ей одинаковый вес с ковалентной связью. Это не согласуется с экспериментальными данными, свидетельствующими, что 1 5ион 0,21 5ков. Как и в методе ВС, дальнейшие уточнения получаются при введении поправочных коэффициентов, которые могут быть найдены вариационным методом. При использовании уточняющих приближений методы МО и ВС дают одинаково точные и согласующиеся с экспериментом результаты. Однако метод МО в применении к сложным молекулам оказался математически более удобным и универсальным. [c.36]

Задание. Применяя метод МОХ, установите характер химических связей в молекуле С2Н4 и число участвующих в связи п-электронов. Затем составьте волновую функцию и решите уравнение Шредингера аналогично его решению для молекулы водорода. Объясните возможность существования устойчивой молекулы этилена. [c.37]

Увеличивать скорость реакции может ускорение передачи энергии при столкновениях вследствие увеличения их числа. Так, примесь водорода ускоряет процесс термического распада эфиров вследствие большей подвилсности молекул водорода и увеличению благодаря этому числа столкновений. Это также выходит за рамки катализа. Может показаться, что случаем газового к11тализа является получение серной кислоты нитроз-ным методом. Однако эта реакция течет в жидкой фазе с образованием питрозилсерной кислоты. [c.288]

На основании изучения водорода методом низкотемпературной теплоемкости было открыто существование двух изомеров иодорода Нг — параводорода и ортоводорода, отличающихся спинами протонов. Теплоемкость водорода при низких температурах значительно ииже, чем следует ожидать для двухатомного газа. Так, для водорода она приближается к 12,6 Дж/(К- моль) (вместо расчетной 20,8 Дж/(К-моль)]. Такое поведение молекул водорода связано с квантовыми явлениями при собственном вращении протона в ядрах атомов. Два протона в моле- куле Нг могут различаться спинами. В ортоводороде спины протонов параллельны, в параводороде—антнпараллельны. При [c.44]

Гейтлер и Лондон проводили расчст так называемым методом возмущений. Однако к тем же результатам приводит более простой вариационный метод (см. стр. 145). В последующих квантовомеханических расчетах молекулы водорода другие исследователи использовали вариационный метод. [c.152]

Теория метода валентной связи для молекулц водорода. Впервые научное обоснование ковалентной связи было дано Гейтле-ром и Лондоном. Они нащли приближенное рещение уравнения Шредингера для молекулы водорода. Рассматривая молекулу водорода как систему из двух атомов водорода (рис. 16), эти авторы построили молекулярные функции для Нг из атомных 15-орбиталей каждого атома водорода. Пусть гра и фь — собственные функции электронов изолированных атомов водорода На и Нь, где (1) и (2) - символы простран- ,д хема расположе- [c.77]