Главная страница Случайная лекция Мы поможем в написании ваших работ! Порталы: БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика Мы поможем в написании ваших работ! |
МЕТОД МОЛЕКУЛЯРНЫХ ОРБИТАЛЕЙКОВАЛЕНТНАЯ СВЯЗЬ
Метод МО есть распространенный на молекулы метод атомных орбиталей. Предполагается, что электроны в молекуле находятся на орбиталях, охватывающих все ядра в молекуле. Для построения волновой функции основного состояния молекулы распределяют все ее электроны по МО с наименьшей энергией по вариационному методу, учитывая ограничения, налагаемые принципом Паули, согласно которому на одной орбитали не может находиться больше двух электронов. Чаще всего в методе МО применяют приближение ЛКАО для построения МО. Вблизи ядра электроны находятся в поле потенциала, создаваемого в основном этим ядром. Поле, обусловленное другими ядрами, в этой области сравнительно мало. Поэтому, вблизи ядра МО должна быть близка к АО соответствующего атома. Учитывая это, предполагают, что разумное приближение к МО во всех точках пространства можно получить, беря линейную комбинацию атомных орбиталей, относящихся ко всем атомам в молекуле. y = åciji y -МО j -АО сi- коэффициенты Если в это разложение включить достаточно большое число АО, то, вычисляя коэффициенты на основе вариационного принципа, можно получить хорошее приближение к истинной МО. Рассмотрим сущность вариационного метода. Уравнение Шредингера Нy=Еy Е- полная энергия молекулы Умножив обе части на ydt и проинтегрировав получим E = Если волновая функция является одним из решений волнового уравнения, то расчет по этой формуле дает значение дозволенного уровня энергии электрона Е, dt - элемент объема пространства. Если представить искомую волновую функцию в виде y1 = c1j1 + c2j2 + ¼+cnjn то выражение может быть записано e = где e меняется в зависимости от выбора y и называется энергетической функцией. Ввариационном методе исходят из того,что чем меньше энергетическая функция ,тем она ближе к действительному значению энергии основного состояния, а выбранная функция к истинной. Очевидно, что при подстановке уравнение величина энергетической функции будет зависеть от коэффициентов с1,.с2, cn . Согласно вариационному методу эти коэффициенты нужно выбирать так, чтобы значения энергетической функции были минимальными. Это удобно делать, рассматривая коэффициенты как переменные величины. Тогда условия минимума выразятся системой уравнений = 0 = 0 ………= 0 Решение системы уравнений позволяет найти значения с1,с2,сn, при которых энергетическая функция минимальна. В качестве примера рассмотрим простейшую молекулярную частицу - молекулярный ион водорода Н2+. Согласно метода ЛКАО молекулярную орбиталь можно представить в виде y = с1 jа + с2 jв где а и в - обозначения ядер Поскольку атомы неразличимы, то плотность вероятности нахождения электрона около каждого из ядер должна быть одной и той же. Это выполняется в случае с12 = с22 с1 = с2 yg = Сg ( ja+ jb ) с1 = -с2 yu = Сu ( ja - jb ) yg - симметричная волновая функция yu - антисимметричная волновая функция Симметричная функция отражает увеличение плотности электронного облака в области перекрывания между двумя атомами по сравнению с плотностью облаков отдельных атомов. Увеличение плотности отрицательно заряженного электронного облака между положительными ядрами приводит к тому, что ядра как бы стягиваются этим облаком и возникает химическая связь. Система электрон в поле двух протонов находится в энергетически более выгодном состоянии Е ,чем исходная система электрон в поле одного протона Eg Поэтому yg называется связывающей молекулярной орбиталью. Антисимметричной волновой функции отвечает уменьшение плотности электронного облака между атомами. При этом полoжительно заряженные атомы отталкиваются и система становится неустойчивой. Молекулярной орбитали отвечает энергия большая, чем энергия атома водорода
Eu Eg Орбиталь yu ,соответствующая повышению энергии, называется разрыхляющей МО.
Дата добавления: 2014-03-11; просмотров: 435; Нарушение авторских прав Мы поможем в написании ваших работ! |