ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
33
Рис. 14. Энергетическая диаграмма, соответствующая образованию молекулы
водорода из изолированных атомов (кривая Морзе ).
атомов (E = K + O), что соответствовало так называемой симметричной
молекулярной волновой функции, когда спины двух электронов
антипараллельны, т . е . их суммарный спин равен нулю (рис. 14):
)1()2()2()1(
b
a
b
a
ψ
ψ
+
ψ
ψ
=
Ψ
+
(11)
Иначе говоря, в соответствии с принципом Паули, координатная функция
должна быть симметричной относительно перестановки координат обоих
электронов.
При учете свойств симметрии волновой функции (11), помимо плотности
обычного вида )1()2()2()1(
2222
baba
ψψ+ψψ , соответству-ющих
движению отдельных электронов у разных ядер, В . Гейтлер и
Ф . Лондон установили появление дополнительной плотности вида
)1()2()2()1(2
b
a
b
a
ψ
ψ
ψ
ψ
)1()2()2()1(2)1()2()2()1(
2222
2
baba
baba
ψψψψ+ψψ+ψψ=Ψ
+
(12)
Именно ее Гейтлер и Лондон назвали обменной плотностью , потому что
возникает как бы за счет обмена электронами между двумя атомами. Такая
обменная плотность, приводящая к увеличению плотности отрицательного
заряда между двумя положительно заряженными ядрами, и обеспечивает
устойчивость молекулы в случае ковалентной химической связи.
Штриховая линия на рис. 14 характеризовала отсутствие химического
взаимодействия между атомами водорода и соответствовала
антисимметричной молекулярной волновой функции, когда спины электронов
параллельны. Очевидно , что при суммарном спине двух электронов, равном 1,
координатная часть волновой функции антисимметрична, т. е . в (13) перед
вторым слагаемым стоит знак минус:
33
Рис. 14. Э не рге т иче скаядиаграмма, со о т в е т ст в ую щ аяо бразо в анию мо ле кулы
в о до ро да из изо лиро в анных ат о мо в (крив аяМ о рзе ).
ат о мо в (E = K + O), чт о со о т в е т ст в о в ало т ак назыв ае мо й си м м е три ч но й
мо ле кулярно й в о лно в о й функции, ко гда спины дв ух эле ктро но в
ант ипаралле льны, т . е . их суммарный спин рав е н нулю (рис. 14):
Ψ+ = ψ a (1)ψ b (2) + ψ a ( 2)ψ b (1) (11)
Иначе го в о ря, в со о т в е т ст в ии с принципо м Паули, ко о рдинат ная функция
до лж на быт ь симме т рично й о т но сит е льно пе ре ст ано в ки ко о рдинат о бо их
эле ктро но в .
При уче т е св о йст в симме т рии в о лно в о й функции (11), по мимо пло т но ст и
о бычно го в ида ψ 2 a (1)ψ 2 b (2) + ψ 2 a (2)ψ 2 b (1) , со о т в е т ст в у-ю щ их
дв иж е нию о т де льных эле ктро но в у разных яде р, В . Ге йт ле р и
Ф . Ло ндо н уст ано в или по яв ле ние до по лнит е льно й пло т но ст и в ида
2ψ a (1)ψ b (2)ψ a ( 2)ψ b (1)
2
Ψ+ = ψ 2 a (1)ψ 2 b (2) + ψ 2 a ( 2)ψ 2 b (1) + 2ψ a (1)ψ b ( 2)ψ a ( 2)ψ b (1) (12)
Име нно е е Ге йт ле р и Ло ндо н назв али о бме нно й пло т но ст ью , по т о му чт о
в о зникае т какбы за сче т о бме на эле ктро нами ме ж ду дв умя ат о мами. Т акая
о бме нная пло т но ст ь, прив о дящ ая к ув е личе нию пло т но ст и о т рицат е льно го
заряда ме ж ду дв умя по ло ж ит е льно заряж е нными ядрами, и о беспе чив ае т
уст о йчив о ст ь мо ле кулы в случае ко в але нт но й химиче ско й св язи.
Ш т рихо в ая линия на рис. 14 характе ризо в ала о т сут ст в ие химиче ско го
в заимо де йст в ия ме ж ду ат о мами в о до ро да и со о т в е т ст в о в ала
анти си м м е три ч но й мо ле кулярно й в о лно в о й функции, ко гда спины эле ктро но в
паралле льны. О че в идно , чт о при суммарно м спине дв ух эле ктро но в , рав но м 1,
ко о рдинат ная част ь в о лно в о й функции ант исимме т рична, т . е . в (13) пе ре д
в т о рым слагае мым ст о ит знакминус:
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 31
- 32
- 33
- 34
- 35
- …
- следующая ›
- последняя »
