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

24133. Культура и цивилизация. Причины духовного кризиса современной цивилизации 14.31 KB
  Культура и цивилизация. Культура и цивилизация Цивилизация это преобразованный человеком мир внеположенных ему материальных объектов а культура это внутреннее достояние самого человека оценка его духовного развития его подавленности или свободы его полной зависимости от окружающего соц. Если культура с этой точки зрения формирует совершенную личность то цивилизация формирует идеального законопослушного члена общества довольствующегося предоставленными ему благами. Цивилизация Ц это синоним культуры В социальной философии...
24134. Понятие глобальных проблем: виды и взаимосвязь, пути их решения 18.5 KB
  Глобальные проблемы это совокупность проблем человечества которые встали перед ним во второй половине XX века и от решения которых зависит существование цивилизации и следовательно требующие согласованных международных действий для их решения. Эти проблемы характеризуются динамизмом возникают как объективный фактор развития общества и для своего решения требуют объединённых усилий всего человечества. Глобальные проблемы взаимосвязаны охватывают все стороны жизни людей и касаются всех стран мира. Стало очевидным глобальные проблемы...
24135. Классификация глобальных проблем. Демографическая, экологическая проблемы 14.81 KB
  Демографическая проблема глобальная проблема человечества связанная с продолжающимся значительным приростом населения Земли опережающим рост экономического благосостояния в результате чего обостряются продовольственная и другие проблемы угрожающие жизни населения в этих странах. Глобальные экологические проблемы делят на несколько групп тесно связанных друг с другом: демографическая проблема негативные последствия роста численности населения в 20м в.; энергетическая проблема дефицит энергии порождает поиск новых ее источников и...
24136. Научно – техническая революция и судьбы цивилизации Будущее человечества. Методы его прогнозирования 14.97 KB
  Там где объекты неуправляемы особенно в естественных науках имеет место безусловное предсказание с целью приспособить действия к ожидаемому состоянию объекта. Отсюда методологическая ориентация прогнозирования управляемых большей частью социальныхявлений на оценку вероятного при условии заранее заданных норм состояние объекта с целью оптимизации принимаемых решений. Типовая методика прогнозирования содержит следующие основные этапы исследования: предпрогнозная ориентация определение объекта предмета рабочих гипотез методов...
24137. Специфика философского понимания человека 14.47 KB
  Свобода есть деятельность на основе познанной необходимости. Свобода же отражает развитие появление нового разнообразного новых возможностей. Необходимость выражает наличное показывает каков мир есть а свобода отражает будущее каким мир должен быть. Свобода многолика но сущность ее одна наличие разнообразных возможностей следовательно она наибольшая ценность.
24138. Новгородская феодальная республика 28.47 KB
  Высшим государственным органом Новгородской республики было вече. Некоторые историки полагают что вече собрание не всего мужского населения а собрание только владельцев городских усадеб. Вече принимало законы утверждало договоры рассматривало вопросы войны и мира избирало городские власти: посадника тысяцкого выдвигало кандидатуру на должность архиепископа. Вече приглашало князя который возглавлял дружину.
24139. Политическая специфика Северо-Западной Руси 24.89 KB
  Такая ситуация дала основание историкам классифицировать политический режим Новгорода как республиканский. Корни возникновения олигархической формы власти Новгорода имеют иной характер. А псковичи в условиях постоянной военной опасности со стороны Швеции от помощи Новгорода тоже не спешили отказываться.
24140. Нашествие Батыя на Русь 32.17 KB
  Ордынское монголотатарское иго и его последствия В начале XIII в. Родовая знать нового государства стремилась к обогащению что привело к большим завоевательным походам монголотатар. Проникнув в Причерноморье армия монголотатар встретила сопротивление объединенных сил русских и половцев. Монголотатары одержали победу но возвратились в степи для подготовки нового похода на Русь.
24141. Борьба с агрессией шведских и немецких феодалов 28.5 KB
  Древнерусское государство было зоной взаимодействия цивилизаций Запада и Востока Русь сыграла выдающуюся роль в судьбе Европы своего времени: отразила натиски печенегов половцев монголов став щитом заслонившим Европу от кочевников Она участвовала в отражении славянскими и прибалтийскими народами агрессии с Запада разбила крестовый поход шести держав на Прибалтику и Русь изменив этим соотношение сил в Европе. После официального разделения православной и католической церкви 1054 папство пыталось обратить Русь в католическую веру....