Cтраница 4
При решении проблемы химической связи в рамках квантовой механики необходимо для каждой отдельной молекулы записать и решить волновое уравнение. Но это лишь в крайне редких случаях можно сделать достаточно точно, однако на основании общей формы решения часто можно судить о свойствах волновой функции и вывести среднее распределение электронов. A priori нет никаких оснований для того, чтобы это распределение было похоже на электронное распределение, постулируемое химиками с помощью черточек валентности. Поскольку остовом, в поле которого движутся электроны, является молекула, а не атом, то очевидно, что орбиты электронов должны охватывать всю молекулу. Однако иногда можно наблюдать такой вид волновой функции молекулы, при котором большая часть электронов ( внутренние электроны) проводят значительную долю времени вблизи определенных атомов, а остальные электроны ( валентные электроны) наиболее вероятно найти в областях, точно соответствующих образованию двухэлектронных связей обычного типа. Но для некоторых молекул такое описание невозможно, по крайней мере для части электронов. Не следует считать, что такие молекулы представляют редкое исключение. Их бы и не рассматривали иначе, если бы обсуждение строения молекул и химической связи было впервые предпринято физиками без предвзятых идей о химических связях. Несмотря на существование принципа неопределенности Гейзенберга, химики часто представляют себе электроны как маленькие локализованные заряды. Это вполне приемлемо для ряда целей, пока электроны локализованы около определенного атома или у определенной связи. В случае делокализованных электронов представить себе функцию распределения вероятности, может быть, значительно труднее. Вместо этого для наглядности полезно изображать электроны размазанными в виде электронного газа с переменной плотностью, которая достигает наибольших значений там, где гр2 максимально. [46]
Аналогичная картина наблюдается в изменении кристаллических структур элементов пятого периода. Рубидий обладает ОЦК структурой. Низкотемпературная модификация стронция изоморфна а-калъцию. Элемент Ilia подгруппы - индий обладает гранецентрированной тетрагональной структурой, близкой к ГЦК решетке алюминия. Гранецентри-рованная тетрагональная структура индия является переходом к объемно-центрированной тетрагональной структуре р-олова. В ряду сурьма - йод, структуры которых возникают путем образования направленных двухэлектронных связей, происходит окончательная потеря металлических свойств. Иттрий, цирконий, ниобий и молибден изоморфны, включая полиморфные модификации, соответственно скандию, титану, ванадию и хрому, и только гексагональные плотные упаковки технеция и рутения отличаются от структур марганца и железа. Родий, палладий и серебро имеют такие же гранецентри-рованные решетки, как ( i-кобальт, никель, медь, а кадмий - такую же решетку, как цинк. [47]