История и методология химии. История становления и эволюции представлений о валентности и химической связи. Миттова И.Я - 34 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

34
)1()2()2()1(
b
a
b
a
ψ
ψ
−
ψ
ψ
=
Ψ
−
(13)
и обменная плотность имела отрицательный знак. По мнению В . Гейтлера и Ф .
Лондона это означало , что плотность отрицательного электрического заряда
между ядрами уменьшалась, т . е . возникало как бы к дополнительное
отталкивание ядер.
Таким образом, было установлено , что не участвуя непосредственно
динамически во взаимодействии, спины электронов благодаря квантово-
механической специфике свойств тождественных частиц фактически
определяют химическую связь.
Проведенные расчеты привели Гейтлера и Лондона к выводу об
устойчивости молекулы водорода с энергией связи, превышающей
приблизительно в 1,7 раза энергию связи в молекулярном ионе водорода.
Полученные расчетные данные E = 414,0 кДж/моль оказались очень близки к
экспериментальным: погрешность составила всего 10 %.
Расчет молекулы водорода, осуществленный В . Гейтлером и Ф . Лондоном,
убедительно доказал возможность применения методов квантовой механики
при решении проблем образования химической связи. Исследования немецких
ученых обогатили химическую науку еще одним фундаментальным
принципом: природа ковалентной связи заключается в электрическом
взаимодействии, осуществляемом в условиях квантово-механической
микросистемы. Согласно МВС пребывание двух электронов с
антипараллельными спинами в поле двух ядер энергетически более выгодно ,
чем нахождение электрона в поле своего ядра.
Именно с таких позиций в рамках МВС была доказан идентичность
результатов образования химической связи по обменному и донорно -
акцепторному механизму (рис. 15):
Рис. 12. Схема образования ковалентной связи в ионе NH
4
+
по
донорно -акцепторному механизму.
Пространственное расположение и энергия всех связей N – H,
образованных по этим двум механизмам, в ионе аммония NH
4
+
оказываются
совершенно одинаковыми.
Позднее американские ученые Дж. Слейтер и Лайнус Полинг (рис. 16) 
                                                                                              34

     Ψ− = ψ a (1)ψ b (2) − ψ a (2)ψ b (1)                                              (13)

и о бме ннаяпло т но ст ь име ла о т рицат е льный знак. По мне нию В . Ге йт ле ра и Ф .
Ло ндо на эт о о значало , чт о пло т но ст ь о т рицат е льно го эле ктриче ско го заряда
ме ж ду ядрами уме ньш алась, т . е . в о зникало               как бы к до по лнит е льно е
о т т алкив ание яде р.
       Т аким о бразо м, было уст ано в ле но , чт о не участ в уя не по сре дст в е нно
динамиче ски в о в заимо де йст в ии, спины эле ктро но в благо даря квант о в о -
ме ханиче ско й спе цифике св о йст в т о ж де ст в е нных част иц фактиче ски
о пре де ляю т химиче скую св язь.
       Про в е де нные расче т ы прив е ли Ге йт ле ра и Ло ндо на к в ыв о ду о б
уст о йчив о ст и мо ле кулы в о до ро да с эне ргие й св язи, пре в ыш аю щ е й
приблизит е льно в 1,7 раза эне ргию св язи в мо ле кулярно м ио не в о до ро да.
По луче нные расче т ные данные E = 414,0 кД ж /мо ль о казались о че нь близки к
экспе риме нт альным: по гре ш но ст ь со ст ав ила в се го 10 %.
       Расче т мо ле кулы в о до ро да, о сущ е ст в ле нный В . Ге йт ле ро м и Ф . Ло ндо но м,
убедит е льно до казал в о змо ж но ст ь приме не ния ме т о до в квант о в о й ме ханики
при ре ш е нии про бле м о бразо в ания химиче ско й св язи. Иссле до в ания не ме цких
уче ных о бо гат или химиче скую науку е щ е о дним фундаме нт альным
принципо м: приро да ко в але нт но й св язи заклю чае т ся в эле ктриче ско м
в заимо де йст в ии, о сущ е ст в ляе мо м в усло в иях кв ант о в о -ме ханиче ско й
микро сист е мы.       С о гласно     МВ С        пре б ы вани е    двух э ле ктро но в с
анти паралле льны м и спи нам и в по ле двухяде р э не рге ти ч е ски б о ле е вы го дно ,
ч е м нахож де ни е э ле ктро на впо ле сво е го ядра.
       Име нно с т аких по зиций в рамках М В С была до казан иде нт ично ст ь
ре зульт ат о в о бразо в ания химиче ско й св язи по о бме нно му и до но рно -
акце пт о рно му ме ханизму (рис. 15):




     Рис. 12. С хе ма о бразо в анияко в але нт но й св язи в ио не NH4+ по
                до но рно -акце пт о рно му ме ханизму.
       Про ст ранст в е нно е распо ло ж е ние и эне ргия в се х св язе й N – H,
                                                                       +
о бразо в анных по эт им дв ум ме ханизмам, в ио не аммо ния NH4 о казыв аю т ся
со в е рш е нно о динако в ыми.
       По здне е аме риканские уче ные Д ж . С ле йт е р и Лайнус По линг(рис. 16)

Страницы