23110

Теорія молекули водню. Обмінна взаємодія

Доклад

Физика

Теорія молекули водню. Відносне розміщення цих центрів атомних ядер визначає просторрову конфігурацію молекули при цьому стійкому рівноважному стану відповідає мінімум енергії молекули. Відносний рух ядер коливання ядер і обертання молекули як цілої – це окремі задачі. Таким чином для Н2 хвильове рівняння можна записати у вигляді: де V – потенціальна енергія молекули V=V1V2 – енергія першого ел.

Украинкский

2013-08-04

59.5 KB

0 чел.

52. Теорія молекули водню. Обмінна взаємодія.

Найпростішим прикладом ковалентного звязку є молекула водню. В цій задачі про стаціонарний стан нехтують рухом ядер, тобто розглядають рух ел. в полі силових центрів. Відносне розміщення цих центрів (атомних ядер) визначає просторрову конфігурацію молекули, при цьому стійкому рівноважному стану відповідає мінімум енергії молекули. Відносний рух ядер (коливання ядер) і обертання молекули як цілої – це окремі задачі. Таким чином, для Н2 хвильове рівняння можна записати у вигляді: , де  потенціальна енергія молекули V=V1+V2+, енергія першого ел. в полі ядра а, – енергія другого ел. в полі ядра b, , члени зі знаком „–” визначають енергію відштовхування ел. і ядер між собою, R–відстань між протонами. Нульове наближення: молекула Н2 складається з двох атомів, які не вхаємодіють між собою і знаходяться в стані 1s(R=), потенціальна енергія V0=V1+V2. Хвильова функція двох не взаємодіючих атомів 1=а(1)b(2), повна енергія W(0)=W1+W2=2W0. Зміна місцями ел.стан не змінеться, тому 1=а(2)b(1) також є розвязком задачі в нульовому наближення. Тому цей стан є виродженим („обмінне” виродження). Таким чином, будь-яка лінійна комбінація (1, 2) = С1122 є розвязком. 2(1, 2)= 2(2, 1), бо ел. нерозрізненні С12 і отримуємо дві функції, які задовільняють фізичному змісту задачі: симетрична +(1, 2) (відповідає взіємній компенсації ел. спінів, тобто синглетний стан) та антисиметрична -(1, 2) (відповідає паралельній орієнтації ел. спінів, тобто триплетний стан). Введення збурючої взаємодії має змінити значення повної енергії (для різних функцій по різному). З варіаційного методу:  та , де інтеграл К характаризує ел.статичну взаємодію ел. і ядер  (інтегрування поширюється на всі три координати як першого, так і другого ел.). Величину називають обмінним інтегралом, яки не має наглядної інтерпретації і виникає внаслідок того, щоіз-за нерозрізненості ел. та врахування принципу Паулі введені сим. та антисим. наближені хвильові функції, які відрізняються одна від одної поведінкою при перестановці координат електрона. Квантово-механічне середнє значення кулонівської взаємодії рівне сумі кулонівського і обмінного членів, і їх розділення є наслідком наближеного методу. „Обмінний”  не передбачає введення нових обмінних сил. Інтеграл перекриття . Величини К і А на рівноважній відстані від’ємні, а S рівна 0.56 (A>S).                      

Наявність мінімуму означає, що при зближенні атомів з антипар. спінами ел. можливе утворення стійкої молекули Н2 з енергією D, рівній глибині мінімуму. Отже, гомеополярний зв’язок пояснюється обмінною взаємодією, а величина енергії зв’язку практично рівна величині обмінного інтегралу (коли відкинути обмінний інтеграл та інтеграл перекриття, то матимемо Wk, де є слабо виражений мінімум, це підкреслює квантову природу ковалентного зв’язку).

З приводу просторового розподілу електронів в молекулі. , а отже =С2(), тому при взаємодії двох атомів водню ел. густина в залежності від відстані збільшується чи зменшується на величину . Найбільше значення  має в просторі між ядрами водню, тому утворення молекули водню Н2 з атомів водню супроводжується збільшенням густини електронної хмари маж ядрами.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

15213. Торайғыров Сұлтанмахмұт 59 KB
  Торайғыров Сұлтанмахмұт 1893-1920 Торайғыров Сұлтанмахмұт– қазақ ақыны ағартушы қоғам қайраткері ойшыл. Солтүстік Қазақстан облысының Уәлиханов ауданында туған. Торайғыровтың 3 жасында шешесі қайтыс болып 6 жасына дейін әжесінің тәрбиесінде болды. Кейін әкес
15214. Төлеген Айбергенов 62 KB
  Төлеген Айбергенов Сағындым жаным мен сені Көркіңді жүрген қуаныш қылып мендей ме екен бар ағаң Шын інім болсаң бас бұрма жаным өсек – ғайбатқа бораған. Қажет жерінде қатыгездік пен қаталдық керек десек те Адамның заңғар ұлылығын сен сағынышымен есепте. ...
15215. Ұлтымыздың Ұстазы - Ахмет Байтұрсынов 314.5 KB
  Ұлттың ұлы ұстазы: А.Байтұрсынұлының 130 жылдығына арналған әдістемелік құрал / ҚМРБК Құраст. А.Байжұманова. Алматы 2003. 46 б. Биылғы жыл халқымыздың көрнекті қоғам қайраткері кешегі Абай Ыбырай Шоқан салған ағартушылық демократтық бағытты ілгері жалғастырушы ір...
15216. Халел Досмұхамедұлы - Мұрат ақын шығармаларын жинаушы һәм зерттеуші 42 KB
  Алаш қайраткерлері ұлтымыздың рухани мұрасын жинауда, жариялауда және зерттеуде маңызды істер атқарғаны белгілі. Олардың бұл саладағы аса нәтижелі жұмыстары – осы халық үшін маңызды мәселенің бастауында тұрғандығымен де бағалы. Айталық, Әлихан Бөкейхан, Ахмет Байтұрсынұлы халық ауыз әдебиеті үлгілерін, Мағжан Жұмабаев Базар
15217. ҚАЛАМ ҚҰДІРЕТІ 69.5 KB
  ҚАЛАМ ҚҰДІРЕТІ Алла тағала берген ақылымен теңіздей терең білімімен уақыттың өзінен озған ғұлама фәниден бақиға аттанарда өсиет айтыпты: €œДауыл ма жауын ба сең бе сел ме өрт пе дерт пе... қандай қысылтаяң қиын шақ болса да ең алдымен халықтың қазынасын құтқарыңд
15218. Хамит Ерғалиев 53.5 KB
  Қайран Хамаң Дүниеден Хамаң – Хамит ақын Ерғалиев озғалы да бірнеше жылдың мұғдары болыптыау. Кейде өзіңненөзің отырып таңғаласың: біртуар тұлғаларды күнде көріп олардың лебізін тыңдап жүргенде ондай адамдар ешқашан өмірден өтпейтіндей көресің. Оның үстіне Хамит ...
15219. Ш. Сәтбаеваның ғылыми мұрасы 160 KB
  Қазақстан Республикасы Ұлттық Ғылым Академиясының корреспондент-мүшесі, Қазақ КСР ҒА Ш.Уәлиханов атындағы 1-ші дәрежелі сыйлығының лауреаты6 филология ғылымдарының докторы, профессор Шәмшиябану Қанышқызы Сәтбаева
15220. Шал ақын - Тілеуке Құлекеұлы 165 KB
  ӘЗIЛ СӨЗДIҢ АТАСЫ Көркем сөз өнерiнiң көрнектi өкiлi қазақтың ақтангер ақындарының бiрегейi әйгiлi Шал ақынның туғанына биыл 250 жыл толып отыр. Кейбiр газеттерде андасанда шын жанашырлықпен жарқ еткен қызғылықты мақалалар арнаулар болмаса бабаның тойы деп бауыр тартып...
15221. Шерхан Мұртаза 35.5 KB
  Шерхан Мұртаза – жазушы аудармашы қоғам қайраткері Шерхан Мұртаза Қамалға арнаған бір хатында жетпіс деген сөз Жет Піс деген екі сөзден құралады яғни жетілген шағың піскен кезің деген расау деген ой білдіріпті. Иә ол рас мен бұл сөзге көңіл аудармаушы едім. Осы...