89664

КВАНТОВОМЕХАНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ БИОЭНЕРГЕТИКИ

Доклад

Биология и генетика

Что же касается связанных частиц то есть частиц движущихся в ограниченном пространстве в пределах атома или молекулы то решение уравнения Шредингера для этого случая возможно только при некоторых определенных значениях энергии. Это означает что связанная частица может иметь только дискретные значения энергии которые называются собственными. В этой связи электроны атомов характеризуются комбинацией квантовых чисел: Схема уровней энергии молекул является гораздо более сложной чем у атомов. При поглощении молекулой энергии могут...

Русский

2015-05-13

67.7 KB

0 чел.

КВАНТОВОМЕХАНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ БИОЭНЕРГЕТИКИ

Основные понятия квантовой механики

Успехи последних десятилетий в изучении живого организма на молекулярном и субмолекулярном уровнях, позволили проникнуть в молекулярные механизмы его строения и энергетического обеспечения. Квантовая механика представляет собой раздел физики (математики), описывающий общие закономерности движения и взаимодействия микрочастиц. В классической механике четко разграничивают два вида движения:

1. Корпускулярное.

2. Волновое

Для корпускулярного движения характерно то, что объект движется по вполне определенной траектории, и в каждый конкретный момент времени имеет четкую локализацию в пространстве. Для волнового движения, наоборот, характерна делокализация в пространстве. Применительно к волне нельзя сказать, что она находится в данной точке пространства, и не имеет смысла говорить о траектории волны. Применительно к микрочастицам применяют диалектический дуализм, рассматривая их и как частицы, и как волны, то есть, имеет место корпускулярно-волновой дуализм (волны де Бойля). В квантовой механике, уравнение Шредингера играет важную роль, как и второй закон Ньютона в классической механике, и уравнение Максвелла в электродинамике. Уравнение Шредингера в квантовой механике является исходным, основополагающим. И пока оно не выведено из других соотношений. Справедливость этого уравнения доказывается только тем, что выводы, полученные с помощью его, находятся в хорошем соответствии с экспериментальными результатами.

Решения уравнения Шредингера показали, что только свободно движущиеся частицы могут иметь любую энергию. Что же касается связанных частиц, то есть, частиц, движущихся в ограниченном пространстве (в пределах атома или молекулы), то решение уравнения Шредингера для этого случая возможно только при некоторых определенных значениях энергии. Это означает, что связанная частица может иметь только дискретные значения энергии, которые называются собственными. В этой связи электроны атомов характеризуются комбинацией квантовых чисел:

Схема уровней энергии молекул является гораздо более сложной, чем у атомов. Это связано с тем, что в молекулах возможны, помимо движения электронов вокруг ядра, также колебательные и вращательные движения.

При колебательных движениях периодически изменяются относительные расположения ядер в молекуле.

При вращательных движениях изменяется положение в пространстве молекулы, как целого.

Полная энергия молекулы складывается из трех частей:

Вклад каждого вида движения в полную энергию не одинаков, то есть:

Необходимо заметить, что колебательное и вращательное также квантуется.

При поглощении молекулой энергии могут изменяться все виды энергии, поэтому полное изменение энергии будет иметь вид:

Вклад каждой составляющей – неодинаков:

Системы энергетических уровней молекулы представляют собой совокупность далеко отстоящих друг от друга электронных уровней, при этом каждому электронному уровню соответствует набор близкорасположенных колебательных уровней, а каждому колебательному уровню соответствует совокупность еще ближе расположенных вращательных уровней. Упрощенно графически это можно представить так:

Изменение электрической энергии связано с поглощением или с испусканием кванта энергии, видимой или ультрафиолетовой (УФ) области спектра.

Наряду с электронной энергией при этом процессе могут изменяться и. Поэтому, данному электронному переходу в спектре соответствует не одна линия, а ряд близко расположенных линий, которые образуют полосу. В случае простых молекул при наблюдении спектра приборами большой разрешающей силы, видны линии, составляющие полосу. В сложных молекулах обычно наблюдается несколько довольно широких полос. Такие спектры называют электронно-колебательно-вращательными. Они характеризуют молекулу в целом, и их используют для идентификации вещества.

При поглощении молекулой не большой порции энергии, не изменяется, тогда, как и могут возрасти. Колебательным переходам соответствует поглощение в близкой ИК (инфракрасной) области спектра (). При данном изменении колебательной энергии получается полоса, характеризующая колебательно-вращательный спектр. Эти спектры широко используются для изучения сложных молекул. Многие группы, входящие в сложные молекулы, характеризуются вполне определенными частотами колебательных переходов. Эти переходы имеют место при поглощении энергии в далекой ИК области спектра (). Изучая все эти спектры, можно получить достоверную информацию о строении сложных молекул. А это, в свое время, позволяет по базовым данным осуществить из идентификацию.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

39992. Инвестиционный менеджмент 287 KB
  Понятие и содержание инвестиционного проекта. Жизненный цикл инвестиционного проекта и подходы к его структуризации. Основные принципы оценки эффективности инвестиционного проекта. Особенности оценки эффективности на разных стадиях разработки и осуществления проекта.
39993. Логистика 83 KB
  Основная задача и функциональные области логистики. Основная задача логистики. Экономический эффект от использования логистики. Подобный подход к изучению производственнохозяйственной деятельности предприятий возник на Западе в 20е 30е годы ХХго столетия и развиваясь сформировался в самостоятельное направление научнопрактической деятельности получившей название логистики.
39994. Корпоративное управление 109.5 KB
  Пoд кopпopтивным yпpвлeниeм в кциoнepныx oбщecтвx пoнимeтcя cиcтeм oтнoшeний мeждy opгнми yпpвлeния и дoлжнocтными лицми эмитeнт влдeльцми цeнныx бyмг кциoнepми влдeльцми oблигций и иныx цeнныx бyмг ткжe дpyгими зинтepecoвнными лицми тк или инчe вoвлeчeнными в yпpвлeниe эмитeнтoм кк юpидичecким лицoм. К oблcти кopпopтивнoгo yпpвлeния oтнocятcя вce вoпpocы cвязнныe c oбecпeчeниeм эффeктивнocти дeятeльнocти кoмпнии и c зщитoй интepecoв ee влдeльцeв в тoм чиcлe peгyлиpoвниe внyтpeнниx и внeшниx pиcкoв. Оcнoвнoй экoнoмичecкoй пpичинoй...
39995. Исследование систем управления 206 KB
  Объeкт иccлeдoвния этo coвoкyпнocть cвязeй oтнoшeний и cвoйcтв cyщecтвyющя oбъeктивнo и cлyжщя иcтoчникoм нeoбxoдимoй для иccлeдoвтeля инфopмции пpeдмeт кoнкpeтня пpoблeм peшeниe кoтopoй тpeбyeт пpoвeдeния иccлeдoвний; тип иccлeдoвния пpиндлeжнocть eгo к oпpeдeлeннoмy типy oтpжющeмy cвoeoбpзиe вcex xpктepиcтик; пoтpeбнocть иccлeдoвния cтeпeнь ocтpoты пpoблeмы пpoфeccиoнлизм в пoдxoдx к ee peшeнию cтиль yпpвлeния; peзyльтт иccлeдoвния peкoмeндции мoдeль фopмyл мeтoдик cпocoбcтвyющиe ycпeшнoмy pзpeшeнию пpoблeмы...
39996. Стандартизация и менеджмент качества 357 KB
  Стандартизация и менеджмент качества Содержание темы: 1. Стандартизация качества одна из основных составляющих менеджмента. Системы стандартизации качества менеджмента. Основные термины стандартизации качества менеджмента.
39997. Менеджмент продаж и управление продажами 567.5 KB
  Менеджмент продаж и управление продажами Содержание темы: 1. Менеджмент продаж. Основы менеджмента продаж. Нейролингвистическое программирование НЛП в продажах.
39998. Применение методологии информационного менеджмента 97 KB
  Концепция информационного менеджмента объединяет следующие подходы: экономический рассматривающий вопросы привлечения новой документированной информации исходя из соображений полезности и финансовых затрат; аналитический основанный на анализе потребностей пользователей в информации и коммуникациях; организационный рассматривающий информационные технологии в их влиянии на организационные аспекты; системный рассматривающий обработку информации на основе целостного системно ориентированного всеохватывающего процесса обработки информации в...
39999. Основы информационного менеджмента 301 KB
  Внутренняя и внешняя среды организации. Внутренняя среда организации и ее основные элементы. Характеристика внешней среды организации и ее основные элементы. Цели и задачи менеджмента организационные структуры органов управления организации.
40000. Информационный менеджмент как процесс. Использование функций и методов информационного менеджмента в практике управления организацией 158.5 KB
  Ведь нельзя недооценивать роль информации на этапе принятия финансовоуправленческого решения. Любая задержка информации или ее искажение чреваты непредсказуемыми последствиями. Данные являются характеристиками фактов и событий они являются источником информации. Для людей или организаций связанных с финансами решающее значение приобретают связи со средствами массовой информации СМИ они помогают распространять информацию добиться положительного общественного имиджа овладеть техникой достижения этих целей и т.