Каталог статей /

Квантовая химия :: Образование химической связи и строение молекул и твёрдых тел

Квантовая химия · Общие сведения · Строение атома · Образование химической связи и строение молекул и твёрдых тел · Физические, в том числе спектральные свойства атомов, молекул и твёрдых тел · Взаимодействие отдельных молекул, энергетические барьеры на пути трансформаций молекул · Близкие статьи · Примечания · Литература · Официальный сайт ·


Единственной молекулярной системой, для которой уравнение Шрёдингера может быть точно решено, является молекулярный ион водорода H2+, где единственный электрон движется в поле двух ядер (протонов). Длина химической связи в молекулярном ионе водорода H2+ составляет 1,06 . Энергия разрыва химической связи в молекулярном ионе водорода H2+ составляет 61 ккал/моль. Энергия притяжения электрона к обоим ядрам в одноэлектронной химической связи компенсирует энергию отталкивания протонов, которая на расстоянии 1,06 составляет 314 ккал/моль.

H + H+ → H2+ + 61 ккал/моль.

Поскольку точное решение уравнения Шрёдингера для атомно-молекулярных систем, содержащих более одного электрона, нельзя, возникли приближённые теории химической связи.

Первое, теория валентных связей, заложенная в 1927 году Гайтлером и Лондоном и развитая Слэтером и Полингом. Разработаны теория гибридизации атомных орбиталей, концепции сигма- и пи- связей.

Второе, теория молекулярных орбиталей, появившаяся в конце 20-х годов в работах Ленарда-Джонса, Малликена и Хунда.

Третье, теория кристаллического поля, заложенная в фундаментальных работах Бете в 1929 году, а после развитая Ван Флеком. Разнообразные химические применения в виде теории поля лигандов эта теория получила уже в 50-х годах благодаря трудам Оргела, Иоргенсена и Бальхаузена.

В-четвёртых, теория функционала плотности, основанная на классической модели Томаса - Ферми 1927 года, развитая Вальтером Коном. Теория пригодна для расчётов в физике твёрдого тела поверхностей Ферми многих металлов. Затруднения возникают при расчёте дисперсионного взаимодействия нейтральных атомов и молекул и делают указанную теорию малопригодной для систем, в которых дисперсионные силы являются преобладающими, к примеру, в органических соединениях.

В 1958 г. на симпозиуме по теоретической органической химии, посвящённой памяти А.Кекуле, Полинг представил теорию изогнутой химической связи с использованием элементов кулоновской электронной корреляции. Двойная и тройная химическая связь рассматривалась, как комбинация двух или трёх изогнутых одинарных связей.

Наиболее полно кулоновская электронная корреляция нашла отражение в популярной теории отталкивания электронных пар Гиллеспи-Найхолма.

Правила равного удаления электронов друг от друга непосредственно следует из закона Кулона, согласно которому электроны стремятся находиться на максимально удалённом расстоянии друг от друга. К примеру, молекулы типа BeH2 имеют строго линейную конфигурацию. Атомы III группы таблицы Менделеева образуют тригональные молекулы, типа BF3. Атомы IV группы образуют тетраэдрические молекулы, типа CH4. Молекулы, образованные атомами V и VI групп, имеют геометрию тригональной бипирамиды и октаэдра, следовательно.

  • Russian to English Russian to German Russian to French Russian to Spanish Russian to Italian Russian to Japanese

Информация на сайте из открытых источников. Основа ВикипедиЯ. | Пожалуйста, внимательно прочитайте эту страницу!