Cтраница 4
Достижения квантовой химии в настоящее время используются для интерпретации многих химических реакций. Однако современное состояние этой теории таково, что за исключением простейших молекул или ионов ( Н - Н2, Н2), расчеты могут быть проведены только приближенно, и то лишь при использовании сложного математического аппарата. Чем точнее эти расчеты, тем дальше они, в большинстве случаев, от простых химических формул; из них исчезают элементы наглядности, полученные результаты трудно поддаются физической интерпретации и уже не могут быть использованы химиками в их повседневной работе по расщеплению и синтезу сложных органических веществ. Поэтому был создан ряд вспомогательных, так называемых качественных электронных теорий химической связи ( Вейтц, Робинсон, Ингольд, Арндт, По-линг, Слейтер, Хюккель, Мулликен и др.), которые нашли широкое распространение и дают плодотворные результаты в построении феноменологической органической химии. Впрочем, необходимо всегда знать границы применения этих приближенных представлений, и они будут часто указываться в настоящей книге. Наконец, следует отметить, что согласно квантовой механике, невозможно создать точную и вместе с тем нагляд ную теорию материи, так как любая такая теория неизбежно окажется лишь ограниченно правильной. [46]
В квантовой химии часто возникает необходимость вычислять интегралы перекрывания. Ниже рассмотрен гипотетический пример, на котором объясняется принцип вычисления интегралов перекрывания. [47]
В квантовой химии электроны в атомах и в молекулах рассматриваются как отрицательно заряженное материальное облако одной из важнейших характеристик которого является его так называемая электронная плотность. Последняя отражает вероятность нахождения электрона в том или ином участке облака. Распределением электронной плотности определяется конфигурация и симметрия облака. [48]
В квантовой химии широко используется так называемое приближение замороженного остова, согласно которому состояние остовных электронов атома не зависит от состояния последнего. [49]
Методами квантовой химии точно рассчитаны энергии многих других молекул. Развитие квантовой химии в значительной мере определяется прогрессом вычислительной техники, так как при одинаковой точности расчета затраты машинного времени растут приблизительно пропорционально л4, где п - число электронов в рассматриваемой молекуле. [50]
Эволюцию квантовой химии можно рассматривать как постепенный переход от простых методов к более сложным, причем с годами все явственнее проявляется стремление получить как можно лучшее приближение к хартри-фоковскому пределу даже для органических молекул средних размеров. [51]