Гейтлер

Cтраница 3

Расчеты Гейтлера - Лондона ( Heitler - London) показали, что мерой гомеополяр-ной валентности атома во многих случаях служит число так называемых неспаренных электронов. Например, у Не в нормальном состоянии оба электрона спарены ( ср. Так как Не не обладает неспаренными электронами, он столь же мало способен образовывать гомеополярные соединения, как и ( вследствие своего высокого потенциала ионизации) гетерополярные соединения. Литий, наоборот, как и Н, обладает неспаренным электроном; поэтому литий может ( кроме гетерополярных) образовать также гомеополярные соединения. [31]

Расчет Гейтлера и Лондона дал количественное объяснение химической связи на основе квантовой механики. Он показал, что если электроны атомов водорода обладают противоположно направленными спинами, то при сближении атомов происходит зна чительное уменьшение энергии системы - возникает химическая связь. Образование химической связи обусловлено тем, что при наличии у электронов антипараллельных спинов становится возможным передвижение. Движение электронов около обоих ядер приводит к значительному увеличению плот. Следовательно, образование химической связи объясняется понижением потенциальной энергии электронов, обусловленным увеличением плотности электронного облака в пространстве между ядрами. [33]

Представления Гейтлера и Лондона о механизме образования химической связи оказались чрезвычайно плодотворными и послужили основой для объяснения и приближенного расчета связи в более сложных молекулах. Эти представления были развиты в теорию химической связи, получившую название метода валентных связей или метода электронных пар. [35]

Гибсон и Гейтлер [13] показали, что момент спина ядер не изменяемся при химических реакциях, протекающих при обычных и высоких температурах; другими словами, данный атом обладает одним и тем же моментом спина, независимо от того, как он связан химически. Следовательно, наличие ядерного спина привносит одинаковые величины в суммы состояний в обеих частях химического или термодинамического уравнения, и поэтому их можно не учитывать при всех практических расчетах. Это приводит нас к системе так называемых виртуальных или практических энтропии, которые представляют собой просто общие энтропии за вычетом энтропии спина; это и есть те величины, которые мы применяем в термохимических вычислениях. Некоторые таблицы энтропии содержат величины полных энтропии, и надо внимательно следить за тем, чтобы все величины, используемые при расчете, представляли собой либо полные, либо виртуальные энтропии. Число симметрии должно приниматься во внимание в любом случае, и вращательная сумма состояний, подставляемая в уравнения (7.6), (7.8), (7.13) и (7.21), всегда определяется как Qep. [36]

Как показали Гейтлер и Лондон, электронная плотность в области между ядрами в молекуле Н2 оказывается выше, чем простое наложение электронной плотности атомов. Эта повышенная плотность электронного заряда между ядрами удерживает их вместе, поскольку пребывание двух электронов в поле двух ядер энергетически выгоднее нахождения каждого из них в поле одного ядра. Пара электронов, ставшая общей двум ядрам, обусловливает химическую связь в молекуле. Так как функция (18.1) симметричная, то из принципа Паули следует, что образование молекулы Н2 с такой функцией возможно только, если спины электронов антипараллельны. [37]

Как показали Гейтлер и Лондон, электронная плотность в области между ядрами в молекуле Н2 оказывается выше, чем простое наложение электронной плотности атомов. Происходящее изменение электронной плотности в системе двух атомов при их сближении и образовании молекулы очень схематично представляют как наложение облаков электронной плотности. Эта повышенная плотность электронного заряда между ядрами удерживает их вместе, поскольку пребывание двух электронов в поле двух ядер энергетически выгоднее нахождения каждого из них в поле одного ядра. Пара электронов, ставшая общей двум ядрам благодаря тождественности и неразличимости электронов, обусловливает химическую связь в молекуле. [38]

Так как Гейтлер и Лондон пользовались методом возмущений, их подход сводился в действительности к тому, что они рассматривали два атома водорода в стационарных состояниях, находящиеся сначала на бесконечном удалении друг от друга, и затем исследовали изменение энергии системы при взаимном сближении атомов. [39]

Согласно представлениям Гейтлера и Лондона, водород способен к образованию молекулы Н2 потому, что в его атоме имеется один неспаренный электрон, а гелий не может образовать молекулу Нег ввиду того, что оба электрона в атоме Не являются спаренными. [41]

После расчетов Гейтлера - Лондона, показавших, что ковалент-ная связь образуется парой электронов с противоположными спинами, а прочность связи является результатом квантово-механиче-ского взаимодействия, концепция резонанса и ее приложение к органической химии развивались Паулингом и другими 27 28 подкрепляя и распространяя электронные воззрения Робинзона, Ингольда и Арндта. Если возможно предложить для молекулы две или более обоснованные электронные структуры и если при этом соблюдаются известные другие условия, нормальное состояние молекулы не может быть представлено одной изолированной структурой, но должно быть описано всеми этими структурами. [42]

При подходе Гейтлера - Лондона такие состояния не рассматриваются. [43]

Распределение электронов в атомах гелия и элементов второго периода по орбиталям ( квантовым ячейкам. [44]

Согласно представлениям Гейтлера и Лондона, водород способен к образованию молекулы Hi потому, что в его атоме имеется один неспаренный электрон, а гелий не может образовать молекулу Hej ввиду того, что оба электрона в атоме Не являются спаренными. [45]

Страницы: 1 2 3 4