Теория - многоэлектронный атом
Cтраница 1
 |
Пространственное квантование. [1] |
Теория многоэлектронных атомов, содержащих два или больше электронов, по сравнению с теорией атома водорода значительно сложнее. Это связано с тем, что в таких атомах имеются взаимодействующие друг с другом частицы - электроны. [2]
В дальнейших параграфах будет кратко рассмотрена теория многоэлектронных атомов, а также молекулы водорода. [3]
Во второй части рассматривается теория Дирака, позволяющая учесть не только релятивистские, но и спиновые эффекты, а также теория многоэлектронных атомов и простейших молекул. [4]
При этом теория простейшей молекулы Нз послужит исходным пунктом для теории более сложных молекул, как теория атома Н - для теории многоэлектронных атомов. [5]
Задача на сложение моментов импульса в квантовой механике такова: заданы модули моментов частиц системы; требуется определить допустимые значения модуля и проекций полного момента. Так, в теории многоэлектронных атомов возникает вопрос о нахождении момента импульса электронной оболочки по известным ( из задачи о частице в центральном поле) моментам отдельных электронов. Аналогично ставится вопрос о суммарном спине нескольких электронов в атоме, о спине ядра, состоящего из протонов и нейтронов. [6]
Вследствие того что молекула представляет собой систему нескольких ядер и электронов, точное решение уравнения Шре-дингера для нее невозможно. Поэтому в квантовой теории химической связи, как и в теории многоэлектронного атома, используют различные приближения, количество которых возрастает со сложностью задачи. [7]
Чтобы ознакомиться с характерными особенностями метода МО ЛКАО, рассмотрим приближенное решение для ЬЬ. При этом теория простейшей молекулы Н2 послужит исходным пунктом для теории более сложных молекул, как теория атом: а Н - для теории многоэлектронных атомов. [8]
Итак, номер периода в таблице Менделеева равен главному квантовому числу для электронов внешних орбит, а номер группы определяет общее число электронов на этих орбитах. Все сказанное справедливо только для невозбужденных атомов, обладающих минимальным значением полной энергии. Атомы всех элементов, подобно атому водорода, могут быть возбуждены, и при этом часть электронов в них располагается на орбитах с главным квантовым числом, большим, чем номер периода. Теория многоэлектронных атомов является весьма сложной и до настоящего времени полностью не разработана. Тем не менее, для приблизительных оценок атомы любых элементов могут рассматриваться как водородопо-добные. [9]
Прежде чем рассматривать электронное строение многоэлектронных молекул, необходимо обсудить структуру многоэлектронного атома. Это обусловлено двумя причинами. Во-первых, теория молекулярных орбиталей является непосредственным расширением теории атомных орбнталей. Во-вторых, многое из теории многоэлектронных атомов переносится в теорию молекулярных орбиталей, поэтому стоит затратить некоторое время на эти понятия еще в рамках атомной теории. [10]
Эти методы, на первый взгляд, совершенно различны, но более подробное сопоставление вскрывает много общих черт. В методе ВС предполагается, что атомы полностью сохраняют свою индивидуальность, и единственным изменением, происходящим при образовании молекулы, является обмен электронами между орбиталями соседних атомов. Метод МО, по существу, является распространением теории многоэлектронных атомов на молекулы. Если состояние атома описывается как совокупность атомных орбиталей, то аналогично можно рассматривать молекулу как совокупность молекулярных орбиталей, которые возникают из комбинации орбита-лей атомов, входящих в состав молекулы. Оба эти метода скорее дополняют, чем противостоят друг другу. Аргументированный выбор между ними целиком зависит от тех задач, которые необходимо решить. В настоящее время в большинстве работ по теории химической связи применяется метод МО. Это объясняется тем, что в применении к многоатомным молекулам как сам метод МО, так и программирование расчетов на ЭВМ осуществляется проще, чем для метода ВС. С другой стороны, метод ВС дает более наглядное представление о химической связи и строении молекул. [11]
Эти методы, на первый взгляд, совершенно различны, но более подробное сопоставление вскрывает много общих черт. В методе ВС предполагается, что атомы полностью сохраняют свою индивидуальность, и единственным изменением, происходящим при образовании молекулы, является обмен электронами между орбиталями соседних атомов. Метод МО, по существу, является распространением теории многоэлектронных атомов на молекулы. Если состояние атома описывается как совокупность атомных орбиталей, то аналогично можно рассматривать молекулу как совокупность молекулярных орбиталей, которые возникают из комбинации орбита-лей атомов, входящих в состав молекулы. Оба эти метбда скорее дополняют, чем противостоят друг другу. Аргументированный выбор между ними целиком зависит от тех задач, которые необходимо решить. В настоящее время в большинстве работ по теории химической связи применяется метод МО. Это объясняется тем, что в применении к многоатомным молекулам как сам метод МО, так и программирование расчетов на ЭВМ осуществляется проще, чем для метода ВС. С другой стороны, метод ВС дает более наглядное представление о химической связи и строении молекул. [12]
Страницы: 1