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

1012. Создание и обработка баз данных 490 KB
  Создание базы данных. Система управления базами данных ACCESS. Создание таблиц в режиме конструктора. Заполнение таблиц данными (кроме вычисляемого поля). Запросы на выборку. Параметрические запросы. Создание и редактирование отчетов.
1013. База данных Колледж 559 KB
  Создание базы данных Колледж, в которой учтена специфик колледжа. Концептуальными требованиями являются данные о колледже и об абитуриенте. Создание таблиц в режиме конструктора. Создание кнопочных форм.
1014. Решение задач с использованием возможностей MS Excel 521 KB
  Протабулировать (вычислить) заданную функцию на указанном диапазоне с шагом h. Построить график функции. Найти сумму числового ряда и сравнить ее с точным решением, вычислив погрешности. Описать технологию работы со списками в электронной таблице Excel. Подготовить книгу Excel с примерами, демонстрирующими технологию работы со списками.
1019. Расчет механического привода 415.5 KB
  Проектный расчет валов редуктора и межосевого расстояния. Конструктивные размеры червяка и червячного колеса. Проектировочный и проверочный расчет передачи. Проверка прочности шпоночного соединения. Выбор смазки редуктора и уплотнительных устройств.
1020. Особенности синтеза цифрового автомата 249.5 KB
  Таблица кодирования внутренних состояний входных и выходных переменных. Построение комбинационного устройства для формирования управляющих сигналов на входах блока памяти. Построение комбинационного устройства для формирования выходных сигналов автоматов. Минимизация функций алгебры–логики по картам Карно.