Квантовомеханическое взаимодействие

Следует иметь в виду, что отдельные межатомные связи в макромолекуле заметно слабее, чем в молекуле, но каждый атом макромолекулы находится в квантовомеханическом взаимодействии со всеми ее атомами и благодаря этому связан в ней гораздо [c.15]

Благодаря электронно-фононному и, вообще квантовомеханическому взаимодействию твердое вещество может поглощать большие порции энергии, превышающие энергию его диссоциации, без видимых последствий, так как избыточная энергия быстро [c.132]

Методы квантовой механики ПОЗВОЛЯЮТ рассчитать все физические константы, характеризующие свойства веществ, исходя из четырех фундаментальных величин заряда ё и массы т электрона, постоянной Планка А и массы ядер атомов, которые образуют соединение. При одинаковых условиях из одних и тех же частиц всегда образуется одно и то же вещество именно с такой, а не иной структурой, поскольку каждому состоянию электронной волновой функции отвечает строго определенная пространственная конфигурация. Атомы удерживаются в определенном порядке химическими связями — силами квантовомеханического взаимодействия. Причем при образовании любой комбинации атомов наиболее вероятной является та, которая соответствует минимуму энергии. [c.19]

Обменный интеграл А. Энергия квантовомеханического взаимодействия (обменная энергия), которое вносит главный вклад в энергию связи. [c.413]

Поэтому современная теория наряду с электростатическими факторами учитывает также квантовомеханическое взаимодействие частиц. [c.227]

Хорошо известно, что в свободных атомах электроны могут иметь не любые значения энергии, а только вполне определенные дискретные значения, отделенные друг от друга широкими запретными интервалами. Энергетические уровни электронов в свободных атомах обычно изображают схематически в виде ряда горизонтальных черточек, положение которых соответствует энергии данного состояния (см. правую часть рис. 1.1). При образовании твердых тел энергетический спектр электронов претерпевает существенные изменения из-за квантовомеханического взаимодействия электронов. Согласно принципу запрета Паули, лежащему в основе квантовой теории атома, в одном квантовом состоянии, определяемом соответствующим набором квантовых чисел, не может находиться больше двух электронов (с противоположными спинами). При образовании твердого тела путем сближения отдельных атомов, по мере усиления взаимодействия между ними, действие принципа Паули начинает распространяться на весь макроскопический объем кристалла, [c.12]

Расчеты Косселя и Магнуса показали, что при значительном увеличении числа лигандов силы отталкивания между ними настолько возрастают, что комплексы становятся непрочными. Так было найдено, что достаточно прочные комплексы должны в случае одновалентных комплексообразователей иметь координацион-ные числа 2 и 3, а в случае двухвалентных — 4, для трехвалентных— 4, 5 и 6. Однако так как электростатические представления ие могут объяснить магнитных свойств комплексных соединений, необходимо учитывать квантовомеханическое взаимодействие частиц. [c.148]

Известно, что аддитивность свойств параметров, характеризующих атомы и связи, приближенно соблюдаются для физических свойств молекул и совершенно несостоятельна для объяснения их химического поведения. Это положение обычно не учитывают при рассмотрении реакций обмена, хотя они представляют частные случаи обыкновенных химических реакций. Еще недавно общепринято было считать, что способность к водородному обмену и скорость его зависят в первую очередь от природы атома X в тех связях X—Н, в которых происходит обмен. Однако невозможно найти ни одной количественной характеристики связей, которая могла бы объяснить огромные различия в скоростях водородного обмена, наблюдаемые в той же среде и в одинаковых условиях опыта. Более того, как видно из многих приводимых ниже примеров, в тех же связях КН или Р—Н обмен идет неизмеримо быстро в одних молекулах и вовсе не идет в других. Индуктивные и квантовомеханические взаимодействия, несомненно сильно влияющие на скорость обмена, также явно недостаточны для объяснения этих различий. [c.65]

Первым этапом явилась теория переходного состояния. Если имеется система из трех атомов или трех других свободных частиц X, У и 2 (рис. 1), ее потенциальная энергия складывается из энергии электростатического взаимодействия и энергии электронов. В последней важную роль играют обменные силы, обусловленные квантовомеханическим взаимодействием при образовании химических связей. Потенциальная энергия всей системы зависит от расстояний Г] и Гг и от угла 0, но при фиксированном значении 0 остаются только две переменные. В этом случае потенциальная энергия системы может быть изображена в трехмерном пространстве в виде поверхности. На плоскости эту поверхность представляют как функцию Г] и гг линиями, соединяющими точки с равной потенциальной энергией (рис. 2). Отрезки Г1,о и га.о соответствуют расстояниям между частицами в молекулах и 2Х, а верхняя правая часть рисунка — свободным частицам или атомам X, V и 2. При Г] < Г1,о и Г2 < Га,о потенциальная энергия системы резко возрастает из-за сил отталкивания, а в противном случае — вследствие затраты энергии на разрыв связей в молекулах или 2Х. [c.13]

Согласно этой концепции, ковалентная связь образуется при квантовомеханическом взаимодействии двух электронов в поле двух ядер. Это взаимодействие отличается от электростатического притяжения и от других известных в физике сил и определяется волновой природой электронов в атомах , [c.96]

Вследствие квантовомеханического взаимодействия этих электронов и замыкания их магнитных полей они сближаются и взаимно связывают друг друга — атомы нульвалентны. Но при подведении соответствующего количества энер1ии извне эту пару электронов можно разъединить (т. е. распарить) и сделать атомы валентными. [c.75]

Энергия валентного уровня в изолированном атоме (Л =1) равна Eq (рис. 127, а). При сближении двух атомов происходит квантовомеханическое взаимодействие между валентными элект рокными орбиталями, в результате чего из двух атомных орбита oTeii с одинаковой энергией образуются две молекулярные орбитали. Энергия одной из них больше (РМО), а другой меньше (СМО), [c.307]

ОБМЕННОЕ ВЗАИМОДЁЙСТВИЕ, специфич. квантовомех. взаимодействие тождественных частиц, в частности электронов. Является следствием принципа неразличимости частиц в квантовой механике и не имеет аналога в классич. физшж. Суть принципа неразличимости сводится к требованию определенной перестановочной симметрии волновой функции системы тождественных частиц для частиц с целочисленным спином (бозонов) волновая ф-ция должна быть симметричной, т.е. она не должна меняться при перестановке индексов частиц (координат и проекций спинов), а для частиц с полуцелым спином (фермионов) при такой перестановке волновая ф-ция должна менять знак, т. е. быть антисимметричной (см. Паули принцип). Наличие перестановочной симметрии налагает ограничения на взаимное пространств. расположение частиц, что приводит к изменению энергии квантовой системы по сравнению с аналогичной классич. системой часгиц. Это изменение энергии обычно рассматривается как вызванное неким дополнительным квантовомеханическим взаимодействием, оно получило назв. О. в. , поскольку определяется членами в выражении для энергии системы, отвечающими перестановкам частиц (обмену частицами). [c.318]

Все многообразие химических соединений, природных минералов, изобилие органических соединений живой материи обусловлено возможностью достаточно стабильного расположения атомов огромным числом способов, зависящих от пространственной конфигурации элекгронных орбит и отражающих симметрию поля сил лгежду ядром и электронами. Силы квантовомеханического взаимодействия— межатомные химические связи — удерживают атомы в определенном порядке, что и определяет структуру вещества. Ионная связь обусловлена электростатическими силами между противополох<но заряженными частицами. Ковалентная связь — [c.26]

Барьер возникает вследствие стерического, ван-дер-ваальсова отталкивания валентно не связанных атомов и квантовомеханического взаимодействия связей, примыкающих к оси вращения (эффект ориентации связей). И то. и другое делает более устойчивой гранс-конформацию (принцип скрещенных связей). Ван-дер-ваальсово взаимодействие можно оценить, зная характерные кривые зависимости энергии межмолекулярного взаимодействия от межмолекулярного расстояния для модельных веществ. Напротив, эффект ориентации связей определить трудно. Грубую оценку можно получить, считая, что в этане из-за малого ван-дер-ваальсова радиуса атома водорода U((p) целиком определяется эффектом ориентации и что у производных этана и у него са.мого этот эффект одинаков. Тогда для производных этана получаем [c.123]

Это все, к чему качественная теория английской химической школы может привести нас в поисках надежного количественного или полуколичествепного средства измерения электрофильных и нуклеофильных реакционных тенденций. Не случайно, однако, что они привели нас как раз к порогу теории переходного состояния, и совершенно ясно, что если мы объединим только что изложенные качественные представления с концепцией квантовомеханического взаимодействия, согласно которой возникающая связь может сообщать энергию разрывающейся связи, то в нашем распоряжении окажется средство для подсчета того, какая именно пара центров в данной паре молекул вступит в реакцию друг с другом. Это приводит к априорному определению механизма и типа реакций (А или В). Осуществив это, мы сможем качественно предсказывать влияние заместшелей на реакцию, не устанавливая заранее опытным путем, принадлежит ли она к типу А или В, как это было необходимо прежде. [c.253]

Рассмотрим теперь сольватацию иона полярной жидкостью. Сначала мы ограничимся простой моделью полярной среды без учета частотной и пространственной дисперсии диэлектрической проницаемости, а затем обсудим в качественной форме влияние этих факторов. Мы не будем рассматривать в явном виде квантовомеханические взаимодействия иона с его ближайшими соседями. Если ион не образует валентных связей с молекулами растворителя, то наиболее важные из этих взаимодействий — отталкива-тельные силы. Они очень быстро меняются с расстоянием, так что ион может быть описан как некое твердое тело. Примем обычную для простых сферически симметричных ионов модель — шарик радиуса а, заряд которого ег равномерно распределен по его поверхности . Потенциал, создаваемый ионом в произвольной точке в среде на расстоянии г > я, [c.83]

Дисперсионные силы (силы Ван-дер-Ваальса). У инертных газов, переведенных в кристаллическое состояние, упаковка плотная гексагональная (гелий) или кубическая (пеон, аргон, криптон, ксенон), к. ч. 12. Все межатомные (межмолекулярные) связи по энергии одинаковы, все расстояния также одинаковы в пределах координационной сферы. Они образуют дисперсионные связи. Энергетическая прочность этих связей в решетках инертных газов ничтожна их энергия сублимации составляет доли кдж г-ат, а у аргона и последующих инертных элементов — несколько кдж г-ат. Дисперсионные силы возрастают с ростом объема атома и числа наружных электронов в нем. Параллельно растут температуры плавления и кинення. Это объясняется квантовомеханическим взаимодействием электронных оболочек, осуществляющих не только кулоновское отталкивание, но и взаимопритяжение. [c.264]

Комплексообразование представляет собой результат квантовомеханического взаимодействия электронов комплексообразователя с электронами лигандов. Поэтому оно в сильной мере зависит от электронного строения этих составных частей. Само собой разумеется, что способность элементов к комплексообразованию, т. е. способность их выступать в качестве комплексообразователей, в первую очередь зави-ситотместа этих элементов в периодической системе Д. И. Менделеева, так как это место определяет электронное строение атомов. [c.160]

Как общие соображения, так и конкретные факты, демонстрирующие существенную зависимость величин от характера замещающих атомов, показывают, что торможение внутреннего вращения определяется взаимодействием несвяааньых друг с другом атомов, принадлежащих различным ротаторам. Так, в случае этана торможение должно быть связано с взаимодействиями атомов водорода (или связей С—Н), принадлен ащих двум метильным группам. В литературе имеются попытки квантовомеханических расчетов обменного взаимодействия несвязанных атомов водорода в этане. Эйринг и Кимболл проведя такого рода вычисления, получили значение Ug 300 кал./моль при устойчивой транс-конфигурации этана. Как мы видели, экспериментальное значение Ug примерно в 10 раз больше. Эйкен и Шефер провели расчет квантовомеханического взаимодействия в этане, считая устойчивой цис-форму. Они исходили из того, что благодаря цис-распо-ложению атомов водорода электронное облако С—С-связи теряет цилиндрическую симметрию — между водородами плотность облака повышена. Расчет привел к согласующемуся с опытом значению i7o = 2800 кал./моль, но, как показали Горин, Уолтер и Эйринг был недостаточно [c.68]

По современным представлениям, ван-дер-ваальсовы силы являются сложными силами и складываются из трех различных эффектов. Как показал Ф. Лондон [ ], кроме электростатического взаимодействия между двумя молекулами с постоянным дипольным моментом, а также между постоянным дипольным моментом и индуцированным в другой молекуле, существует еще квантовомеханическое взаимодействие, так называемый дисперсионный эффект, который почти у всех веществ во много раз превосходит два первых эффекта. Напротив, у воды, аммиака и, повидимому, фтористого водорода главной составляющей ван-дер-ваальсовых сил (более 50%) является эффект взаимодействия постоянных диполей. У хлористого водорода этот эффект составляет менее 20%, а у остальных летучих гидридов менее 10%. Атомы благородных газов и молекулы летучих гидридов, не имеющих постоянного дипольного момента, связаны между собой в кристаллической решетке только за счет квантовомеханического дисперсионного эффекта. Молекулы воды и аммиака связаны в кристаллической решетке другими силами, чем атомы благородных газов, хотя и те и другие силы обычно принято называть ван-дер-ваальсовыми. Поэтому ждать изоморфной смешиваемости благородных газов у этих веществ нельзя. Наоборот, другие летучие гидриды, несмотря на относительно большой дипольный момент, связаны в кристалле главным образом за счет той же составляющей ван-дер-ваальсовых сил — дисперсионного эффекта — как и атомы благородных газов. Поэтому мы можем ждать, что все летучие гидриды, даже обладающие большим дипольным моментом (кроме Н.О, NH,, и HF), могут давать смешанные кристаллы с благородными газами. Решить вопрос, насколько могут отличаться радиусы замещающих друг друга частиц, возможно только экспериментально. [c.121]