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

13200. Довнар-Запольский М. В. ЧИСТОТА БЕЛОРУССКОГО ТИПА 50 KB
  М. В. Довнар-Запольский ЧИСТОТА БЕЛОРУССКОГО ТИПА Белорусское племя искони занимало ту самую территорию на которой оно живет и поныне за весьма небольшим исключением. Никакие иные народы никогда не занимали этой территории. Таким образом белорусское племя сохранил
13201. Потомки Белополя 261.5 KB
  Владимир ЛОБАЧ Александр ШИШКОВ Потомки Белополя Откуда взялись белорусы Новый взгляд на происхождение народа Вопросы происхождения народов неизменно вызывают жгучий интерес на протяжении всего новейшего времени. Именно на национальном уровне развития
13202. ИСТОРИЯ БЕЛАРУСИ (с древнейших времен до начала XXI в) 1.06 MB
  ИСТОРИЯ БЕЛАРУСИ с древнейших времен до конца XIX в. ИСТОРИЯ БЕЛАРУСИ XX начало XXI в. ИСТОРИЯ БЕЛАРУСИ с древнейших времен до конца XIX в. Программа курса Беларусь в период первобытнообщинного строя и раннего средневековья Древние общества на тер
13203. Политическая история Полоцкого княжества в XII веке 99 KB
  Политическая история Полоцкого княжества в XII веке Полоцкая земля одно из интереснейших раннефеодальных княжеств древней Руси. Она первая выделилась из состава Киевской Руси в ней следовательно впервые проявились те центробежные...
13204. Туровская земля 46 KB
  Туровская земля Образовалась в пределах расселения дреговичей в Южной Беларуси в бассейне реки Припять. Столица княжества город Туров упоминается впервые под 980 г. Первые известия и события 988 г. когда были определены границы Туровской земли свидетельствуют о том...
13205. Держава і право західних і південних словян 95 KB
  ТЕМА 2.6. Держава і право західних і південних словян1. Виникнення і розвиток феодальної держави в Польщі.2. Виникнення і розвиток феодальної держави в Чехії.3. Особливості виникнення і розвитку феодальної держави в Болгарії.4. Виникнення і розвиток феодальної держави в Серб...
13206. Хрестоматия по истории южных и западных славян 1.6 MB
  Хрестоматия по истории южных и западных славян ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие Предисловие к первому тому РАННИЕ СЛАВЯНЕ Введение Прокопий Кесарийский История войн Юстиниана Тайная история О постройках Примечания Иордан Примечания ПсевдоКесарии ...
13207. НАЦИОНАЛЬНОЕ ВОЗРОЖДЕНИЕ ЗАРУБЕЖНЫХ СЛАВЯНСКИХ НАРОДОВ 4.44 MB
  ОГЛАВЛЕНИЕ НАЦИОНАЛЬНОЕ ВОЗРОЖДЕНИЕ ЗАРУБЕЖНЫХ СЛАВЯНСКИХ НАРОДОВ Введение Болгары 1. Из предисловия к Истории славяноболгарской о народе и о царях Паисия Хилендарского Воззвание Софрония Врачанского к болгарскому народу Предисловие к Рыбному бук
13208. Словянські народи у добу середньовіччя. Польська держава у ІХ- ХVI ст 94.5 KB
  Словянські народи у добу середньовіччя. Польська держава у ІХ ХVI ст.. До ІХст на польських землях проживало близько тридцяти славянських племен. Центрами обєднань польських земель були: Велика Польща Північна і Центральна Польща частина Прусії і Мала Пол