теория квантов теория

Скорость химической реакции А + + В О + Е будет определяться числом столкновений возбужденных молекул А и В, суммарная энергия которых должна быть выше энергии Е, необходимой для образования переходного состояния. Однако это условие является необходимым, но не достаточным. Для образования переходного состояния кроме избыточной энергии сталкивающихся молекул необходимо благоприятное расположение атомов в реакционных центрах реагирующих молекул. Следовательно, теория элементарного химического акта должна давать возможность расчета высоты энергетического барьера и вероятности образования переходного состояния исходя из строения и свойств реагирующих молекул. Одним из первых направлений в развитии теории элементарных реакций является теория активных столкновений. Ее основы разрабатывались на базе молекулярно-кинетических представлений и идеи, выдвинутой Аррениусом об активных столкновениях, заканчивающихся химическим актом. На современном этапе это направление развивается на базе квантовой теории химической связи и строения молекул. Начало этому было положено работами Эйринга, Эванса, Поляни и др., создавших новое направление в теории элементарных химических реакций, так называемую теорию абсолютных скоростей реакций. В этой теории ставится задача расчета высоты энергетического барьера и вероятности образования переходного состояния исходя из свойств реагирующих молекул. За последние три десятилетия получило развитие новое направление в теории элементарных химических реакций, в котором строение и свойства переходного состояния описываются на базе теории молекулярных орбиталей. [c.562]

Квантовая теория теплоемкости Эйнштейна. В 1907 г. Эйнштейн впервые применил квантовую теорию для описания колебаний атомов в кристалле. В модели, которую рассматривал Эйнштейн, предполагается, что все атомы твердого тела колеблются независимо друг от друга около своих положений равновесия с одной и той же частотой ломаке- Это дает возможность систему из N атомов заменить для теоретического рассмотрения системой из ЗЛ независимых одномерных гармонических осцилляторов. Основой успеха теории Эйнштейна явилось сделанное им предположение о том, что энергия, сообщенная телу, распределяется между осцилляторами целыми квантами, в связи с чем он применил выражение Планка для средней энергии осциллятора к тепловым колебаниям. [c.70]

Язык современной химии широко развивается с начала XX ст. и со времени формулировки атомной теории. Современное понимание структуры молекул и их реакционной способности основано на анализе распределения электронов в молекулах, изменений распределения в ходе химических процессов и энергий, связанных с этим распределением. В 20-е годы современная квантовая теория впервые дала основу для количественного описания свойств молекул. Однако вплоть до 60-х годов нельзя было сказать, что расчеты уровней энергии молекулярных электронов, основанные на этой теории, опробованы строгим сопоставлением с экспериментальными данными. Такая возможность появилась в результате совпадения (в пределах ошибок эксперимента) вычисленных и измеренных значений энергии диссоциации молекулы водорода. [c.8]

Теория квантовой механики находится в полном согласии с опытными данными относительно строения атомов и молекул, но она, по-видимому, нуждается в некоторых дополнениях, прежде чем ее можно будет применить к проблеме строения ядер. Квантовую механику нельзя изложить коротко и просто в данной книге рассмотрены только некоторые ее выводы, относящиеся, в частности, к электронной структуре атомов и молекул. [c.113]

Если отвлечься от чисто эмпирической квантовой химии, которая практически не связана с квантовой механикой, а просто представляет собой (хотя и не четко оформленную) некую полезную феноменологическую теорию, настоящая квантовая химия, можно сказать, еще не создана. Может быть, именно теперь настал момент заняться систематической математической работой и начать набирать понемногу ту математическую информацию, которая рано или поздно приведет к созданию законченной квантовой теории молекул. [c.6]

Следует отметить, что, несмотря на большое число публикаций, нет пока достаточно широкого ассортимента ИСЭ, выпускаемых серийно. Кроме того, имеющиеся ИСЭ обладают в ряде случаев невысокой селективностью (например, рСа-ИСЭ). Практически не решены вопросы создания ИСЭ на Р04- M.g+ , 504 -ионы, имеющие важное прикладное значение. Не предложены пока принципы стандартизации ионометрических цепей, слабо разработаны вопросы конструкции и технологии изготовления ИСЭ. По существу, только начинаются систематические исследования динамики работы ИСЭ, в частности методы экспериментального определения их полных динамических характеристик. Наконец, и это самое важное, метод разработки новых ИСЭ в основном базируется на качественных соображениях, поскольку количественной теории, способной предсказывать селективность комплексонов и тем самым вести их направленный поиск для каждого конкретного иона, пока не существует. Создание такой теории — дело будущего, но уже теперь ясно, что она должна базироваться на основных принципах МЭ, в частности использовать достижения квантовой химии и теории локального строения материи на молекулярном уровне, учитывающих геометрию и топологию электронной плотности, системы энергетических уровней, свойства симметрии ионов, атомов и молекул и более сложных надмолекулярных образований кластеров, комплексов, сольватных оболочек. Именно на таких концепциях базируются последние теоретические работы [140, 141], в которых большое внимание уделяется развитию квантовой теории поверхностных явлений. Данная глава не ставит целью ввести читателя в круг подобных вопросов, они достаточно полно излагаются в цитированных выше монографиях и сборниках. Здесь будут рассмотрены только самые фундаментальные положения общей теории, а основное внимание сосредоточено на трех практически важных примерах — электродах, селективных к ионам кальция, калия и нитрата. [c.276]

Широко известная сегодня из учебных курсов квантовая теория атома, установив характер связи между строением атома и его спектром, открыла путь к выявлению зависимости между строением атома и его химическими свойствами и, следовательно,—к созданию новых теорий химической связи. Такие теории были развиты в 1916 г. одновременно Косселем и Люн-сом [1]. (Впрочем, хотя сегодня многие из этих представлений выглядит крайне примитивно, приходится подчеркнуть, что так называемая современная кристаллохимия часто использует, к сожалению, главным образом именно эти, а не более современные взгляды теории химической связи.) [c.156]

Е) создании современной теории строения атома особую роль сыграли Эрнест Резерфорд, построивший планетарную модель атома (1911), и Нильс Бор, выдвинувший первую квантовую теорию атома (19П). [c.7]

Относительно деталей квантовой теории валентности см. Л. Паулинг [247]. [c.394]

Из квантовой теории молекулы известно, что вращательная энергия молекул может быть выражена следующим образом [c.81]

Квантовая теория света [c.63]

Существенный шаг в развитии представлений о строении атома сделал в 1913 г. Нильс Бор, предложивший теорию, объединяющую ядерную модель атома с квантовой теорией света. [c.63]

Строение электронной оболочки атома по Бору. Как уже указывалось, в своей теории Нильс Бор исходил из ядерной модели атома. Основываясь иа положении квантовой теории света о прерывистой, дискретной природе излучения и на линейчатом характере атомны.х спектров, ои сделал вывод, что энергия >лектронов в атоме не может меняться непрерывно, а изменяется скачками, т. е. дискретно. Поэтому в атоме возможны не любые энергетические состояния электронов, а лишь определенные, разрешенные состояния. Иначе говоря, энергетические состояния электронов в атоме квантованы. Переход из одного разрешенного состояния в другое совершается скачкообразно и сопровождается испусканием или поглощением кванта электромагнитного излучения. [c.66]

Квантовая теория строения атома [c.328]

В 24 главах автором подробно и ясно с привлечением большого фактического и иллюстративного материала изложены все основные разделы физической химии молекулярпо-кипетическап теория, квантовая теория, учение о химических элементах, термодинамика, свойства молекул, кристаллическое состояние вещества, газообразное и жидкое состояния, теория растворов (в том числе теория растворов электролитов), поверхностные явления, гомогенные и гетерогенные равновесия, химическая кинетика и др. В конце каждой главы даются задачи и примеры, а также приводится список литературы. [c.4]

Рамзауер в 1921 г. установил, что эффективное сечение-рассеяния электронов на атомах инертных газов (Аг, Кг, Хе) достигает особенно малых значений при энергиях электронов 0,7 эВ. Такую особенность рассеяния не могла объяснить классическая теория. Квантовая теория дает простое объяснение эффекта Рамзауера. Поле атомов инертных газов убывает значительно быстрее с расстоянием, чем поле какого-либо другого атома, поэтому в первом приближении это поле можно заменить сферической прямоугольной ямой и для вычисления сечения рассеяния медленных электронов использовать формулу [c.518]

С 1913 Н. Бор начал развивать современную электронноквантовую теорию атома, с помощью к-рой вскоре была вскрыта сущность периодич. закона. В середине 10-х гг. 20 в. В. Коссель и Г. Льюис дали первые качественные [ре 1-ставления об электронной природе валентности квантовая теория валентности начала развиваться в середине 20-х гг. на основе кватгтовой механики в результате работ В. Гейт-лсра и Ф. Лондона и др. В это же время Лондон дал квантово-механич. теорию межмолекулярных сил сцепления. В конце 10-х — начале 20-х гг. трудами в основном И. Ленг- [c.318]

Необходимо отметить, что на скорость реакции переноса протона может влиять еще одно обстоятельство. При рассмотрении скоростей реакций в рамках теории переходного состояния мы предполагаем, что для прохождения реакции реагирующая система должна перейти через потенциальный барьер. Таким образо.м, в реакцию могут вступать только те частицы, энери я которых больше, чем высота барьера. В отличие от классической теории, квантовая теория предсказывает, что сушесгзует (оиеч- [c.276]

Согласно классической или квантовой теории, частота поглощенного излучения, соответствующая основной, полосе, равна частоте колебания молекулы. С классической точки зрения подобная полоса возникает при поглощении неколеблющейся молекулой энергии такой частоты, с какой молекула может колебаться. В квантовой теории неколеблющиеся молекулы отсутствуют. Каждая молекула обладает колебательной энергией, которая ограничивается величинами (для гармонического осциллятора) [c.14]

Согласно этой теории, циклобутадиен и циклооктатетраен не имеют ароматического характера, что и подтверждается на опыте, как будет указано ниже. Наоборот, теория предсказывает, вопреки всем классическим концепциям, существование ароматического характера у аниона СбНе и катиона С7Н , обладающих оба электронным секстетом. Недавнее открытие катиона С7Н7 и металлических соединений аниона СбН подтвердило тот факт, что предсказания квантовой теории приносят большую пользу для решения вопросов практической химии. [c.313]

В 24 главах книги подробно и ясно с привлечением большого фактического и иллюстративного материала изложены все основные разделы физической химии молекулярно-кинетическая теория, квантовая теория, учение о химических элементах, термодинамика, свойства молекул, кристаллическое состояние вещества, газообразное и жидкое состояния, теория растворов (в том числе теория растворов электролитов), поверхностные явления, гомогенные и гетерогенные равновесия, химическая кинетика и др. В конце каждой главы даются задачи и примеры, а также приводится список литературы. В русском издании труд Мелвин-Хьюза выпускается в двух книгах, причем первая книга включает главы I—XIII, а вторая— XIV—XXIV. Общий предметный указатель помещен в конце второй книги. [c.4]

Классическая кинетическая теория после ста лет развития объяснила простые свойства элементарного вещества при высоком разрежении. Однако только в начале этого столетия после появления квантовой теории были правильно обрисованы г-павные физико-химические свойства твердых тел. Для объяснения свойств жидкого состояния, которое до недавнего времени изучали только эмпирически, необходимо использовать нее возможности как классической, так и квантовой теорий. [c.96]

При зарождении квантовой химии, разумеется, такой иерархии не существовало, а первые идеи метода молекулярных орбиталей (Ф. Хунд, Р. Мэлликен, Дж. Лен-нард-Джонс) были глубоко качественными. Ч. Коулсон, рассматривая историю этого метода, упоминает качественные представления, возникшие еще до появления уравнения Шредингера в ходе изучения строения атомов в рамках так называемой старой квантовой теории Бора — Зом-мерфельда . Это понятие о квантовом числе электрона в атоме, о стационарном состоянии атома, принцип запрета Паули, предположение о сходстве состояний электронов в изоэлектроппых атомах и ионах и т. д. Теория молекулярных орбиталей также первоначально опиралась на такие представления. Принципы строения электронной оболочки молекулы выяснялись при помощи так называемых корреляционных диаграмм, в которых вводилась модель объединенного атома , т. е. гипотетического атома, который бы [c.102]

В недавних работах Дж. Глимма, А. Джаффе п Т. Спепсера [77], [78] было показано существование фазового перехода в модели квантовой теории ноля Л ф 2 нри достаточно больших 1/т . Применяемая ими техника достаточно сложна, и мы не мон вм остановиться на этом подробно. Мы поясним, однако, что понимается в моделях квантовой теории ноля под основными состояниями и почему при больших к/Шд происходит вырождение основных состояний, которое и является причиной фазового перехода. При изложении этого вопроса мы следуем [106]. [c.100]

Процесс генерации лазером когерентного электромагнитного излучения является одним из наиболее интересных явлений в квантовой оптике. Хорошо известно /8/, что возникновение генерации в лазере является фазовым переходом в системе атомы и поле. В теории лазерного излучения существуют квазиклассический /23, 24/ и квантовый /25/ подходы. Согласно квазиклассической теории поле лазерного излучения предполагается классическим, а атомы активной среды рассматриваются квантовомеханически. В квантовой теории описание перехода проводится на основе уравнения для матрицы плотности излучения. Аналитические исследования статистики лазерного излучения проводились как вблизи порога возникновения генерации, так и вдали от него, т.е. там, где удается провести линеаризацию задачи. Подробный обзор этих работ содержится в /25, 26/. Численное моделирование процесса перехода через порог генерации и сравнение с экспериментом имеется в /28-30/. В данной главе, используя развитый аппарат теории функций Грина, удается получить аналитические результаты, справедливые при всех значениях параметра накачки. В частности получена корреляционная функция флyктyaц tй интенсивности излучения и ее спектральная ширина. В квантовой теории лазера с помощью разработанного в первой главе метода КФР проанализирована неравновесная статистика фотонов, описывающая процесс возникновения генерации, найдено его характерное время. Из анализа уравнений для недиагональных элементов матрицы плотности получена формула для ширины линии генерации в зависимости от коэффициентов усиления, насыщения и потерь. [c.156]

Однако, кроме только что изложенного дополнения к классической теории, квантовая теория дает и нечто принципиально новое. Кроме орбитального момента двигающегося по орбите электрона, есть еще, спиновый момент вращающегося электрона. В то время как движение электрона по орбите в сущности соответствует амперовскому представлению о молекулярных токах, представление о вращении (собственном вращении) электрона, о спине, не находило места в классической теории, рассматривавшей электрон как заряженную массивную точку. Как уже говорилось на стр. 360, электрон можно рассматривать как вращающуюся массу, имеющую механический вращательный момент и вследствие наличия вращающегося заряда — также и магнитный момент. Из квантово-теоретического истолкования спектров следует, что при этом механический момент [c.410]

Изучение очень важных для многих отраслей техники процессов горения и взрыва долго не имело серьезной теоретической основы. Лишь после того, как была создана квантовая теория и были достаточно развиты методы исследования строения и энергетических состояний молекул при высоких температурах (особенно неустойчивых ненасыщенных молекул и радикалов), теория горения и взрыва, как особая область химической кинетики, стала быстрх) развиваться. [c.16]

Зависимость теплоемкости газов и кристаллических тел от температуры может быть также выражена функциями Планка— Эйнштейна и Дебая. Эти функции являются результатом применения к теории теплоемкости приниципов квантовой теории в упрощенной форме. Они, в противоположность степенным рядам, могут быть использованы при невысоких и низких температурах вплоть до О °К. [c.48]

Квантовая теория света. В 1900 г. Планк показал, что спо-собн<х ть нагретого тела к лучеиспусканию можно правильно [c.63]

Мз квантовой теории света следует, что фотон неспособен дро биться он взаимодейстпует как целое с электроном металла, вы бивая его из пластинки как целое он взаимодействует и со светочувствительным веществом фотографической пленки, вызывая ес потемнение в определенной точке, н т. д. В этом смысле фотон ведет себя подобно частице, т. е. проявляет к о р н у с к у л я р ы с свойства. Однако фотон обладает и волновыми свойствами это проявляется в волновом. характере распространения света, в способности фотона к интерференции и дифракции. Фотом отличается от частицы в классическом понимании этого термина тем, что его точное положение в пространстве, как и точное положение любой волны, не может быть указано. Но он отличается и от классической волны — неспособностью делиться на части. Объединяя в себе корпускулярные и волновые свойства, фотон не является, строго говоря, ни частицей, ни волной, — ему присунда корпускулярно-волновая двойственность. [c.66]

Бор — глава крупной научной школы в области теоретической фи.чики, автор нсрвоня-чальной квантовой теории строения атома (191 1—1916 гг.), послужившей исходным пунктом современной квантовомеханической теории строения атома в 1913 г. установил принцип соответствия между классическими и кванто-пыми представлениями ему принадлежат также работы по теоретическому объясиеинк.1 периодического закона Д. И. Менделеева и по теории атомного ядра. В 1922 г, награжден Нобелевской премией. С 1929 г. — иностранный член Академии иаук СССР. [c.68]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология