Химическая связь в курсе неорганической химии (Метод молекулярных орбиталей). Гончаров Е.Г - 4 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

4
ìûõ ìîëåêóëÿðíàÿ îðáèòàëü íå
îáðàçóåòñÿ. Ëåãêî ïîíÿòü, ÷òî
åñëè êîìáèíèðóþòñÿ s-îðáèòàëü
ñ p
x
-îðáèòàëüþ, òî òàêàÿ êîìáè-
íàöèÿ ñïîñîáíà îáðàçîâàòü ìîëå-
êóëÿðíóþ îðáèòàëü.
Âòîðîå óñëîâèå èñõîäèò èç
òîãî, ÷òî äëÿ ýôôåêòèâíîãî âçà-
èìîäåéñòâèÿ îðáèòàëè äîëæíû
èìåòü çíà÷èòåëüíîå ïåðåêðûâà-
íèå. Ïðåäñòàâüòå ñåáå ïåðåêðûâà-
íèå 1s- è 4s-àòîìíûõ îðáèòàëåé,
èìåþùèõ ðàçíóþ ýíåðãèþ è ðàç-
íûå ðàçìåðû. Åñòåñòâåííî, ÷òî
ìîëåêóëÿðíàÿ îðáèòàëü íå îáðà-
çóåòñÿ, âî-ïåðâûõ, èç-çà ìàëîãî
ïåðåêðûâàíèÿ è, âî-âòîðûõ, èç-çà áîëüøîãî ðàçëè÷èÿ â ýíåðãèè.
Ïðè êîìáèíèðîâàíèè àòîìíûõ îðáèòàëåé ñëåäóåò ïîìíèòü, ÷òî ÷èñ-
ëî îáðàçóþùèõñÿ ìîëåêóëÿðíûõ îðáèòàëåé äîëæíî áûòü ðàâíî ÷èñëó èñ-
õîäíûõ àòîìíûõ îðáèòàëåé.
 ñàìîé ïðîñòîé êîìáèíàöèè äâóõ ÿäåð è îäíîãî ýëåêòðîíà  ìîëåêó-
ëÿðíîì èîíå âîäîðîäà H
2
+
ìîëåêóëÿðíóþ âîëíîâóþ ôóíêöèþ ìîæíî
ïðåäñòàâèòü êàê ëèíåéíóþ êîìáèíàöèþ àòîìíûõ îðáèòàëåé:
ψ
=Ñ
1
ψ
À
+Ñ
2
ψ
Â
,
ãäå Ñ
1
è Ñ
2
ïîñòîÿííûå, õàðàêòåðèçóþùèå äîëþ ó÷àñòèÿ êàæäîé àòîì-
íîé îðáèòàëè â ìîëåêóëÿðíîé îðáèòàëè. Êîýôôèöèåíòû Ñ
1
è Ñ
2
íàõîäÿò,
êàê è â ìåòîäå ÂÑ, âàðèàöèîííûì ìåòîäîì ìèíèìèçàöèè ýíåðãèè ñèñòå-
ìû ïî ýòèì ïàðàìåòðàì. Ýòî ïðèâîäèò ê ñëåäóþùèì ñîîòíîøåíèÿì:
1
2
C
1
C
=+
è
1
2
C
1
C
=−
.
Ïîýòîìó âîëíîâàÿ ôóíêöèÿ äëÿ ìîëåêóëÿðíîãî èîíà âîäîðîäà ìîæåò
áûòü çàïèñàíà äâîÿêî:
ψ
1
=Ñ
1
(
ψ
À
+
ψ
Â
) è
ψ
2
=Ñ
2
(
ψ
À
−
ψ
Â
).
Ýòî çíà÷èò, ÷òî äîëæíû ñóùåñòâîâàòü äâà êâàíòîâîìåõàíè÷åñêèõ ñîñòîÿ-
íèÿ â ñèñòåìå ÿäðî À ýëåêòðîí ÿäðî Â. Âû÷èñëåíèÿ ïîêàçûâàþò, ÷òî ýíåð-
ãèÿ ìîëåêóëÿðíîé ôóíêöèè
ψ
1
ìåíüøå, ÷åì ýíåðãèÿ àòîìíûõ îðáèòàëåé
ψ
À
Ðèñ. 1. Êîìáèíàöèÿ àòîìíûõ îðáèòà-
ëåé ñ ðàçëè÷íîé ñèììåòðèåé
                                       ���� ������������� ��������� ��
                                       ������������ ������ �������� ���
                                       �����������������������������
                                       �������������������������������
                                       �������������������������������
                                       ������������������
                                           ������� �������� �������� ��
                                       �������������������������������
                                       ������������ ��������� ������
                                       ������ ������������� ����������
                                       ��������������������������������
                                       �������������������������������
                                       �����������������������������
                                       ���� ��������� ������������� ���
����������������������������������
��������������������������
                                       ������������������������������
                                       �������� ����������� ������ ������
�������������������������������������������������������������
   ��������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������
�������������������������
   �����������������������������������������������������������������
������� ����� ��������� ���� ������������� ��������� �������� �����
������������������������������������������������������
                            ψ =�1 ψ �+�2 ψ �,
�������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������
                           C1       C
                              =+1 �� 1 =−1 .
                           C2       C2
   ��������������������������������������������������������������
���������������������
                    ψ 1=��( ψ �+ψ �� � ψ 2=�2( ψ �−ψ �).
   ��������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������
������������������������ ψ 1 ������������������������������������� ψ �

�

Страницы