ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
93
характеризует вероятность распределения (плотность) отрицательно заряженного
электронного облака.
Вопрос 89. Какие вычислительные методы используют в
квантовой химии?
В квантовой химии используют приближения, сходя из общих соображений,
которые оказались весьма эффективны при проведении реальных численных
экспериментов:
1. Приближение Борна – Оппенгеймера или адиабатическое: движение электронов и
движение ядер разделено, поскольку ядра движутся настолько медленно, что при расчёте
движения электронов ядра можно принять за неподвижные объекты.
2. Одноэлектронное приближение (или приближение Хартри-Фока): считается, что
движение электрона не зависит от движения других электронов системы. В связи с этим в
уравнения, используемые в квантовой химии вносятся поправки на взаимное
отталкивание электронов. Это позволяет волновую функцию электронов представить в
виде суммы волновых функций отдельных электронов.
3. Приближение, называемое МО ЛКАО по абривиатуре – Молекулярная Орбиталь
как Линейная Комбинация Атомных Орбиталей: в данном подходе волновая функция
молекулы представляется как сумма атомных орбиталей с коэффициентами: Ψ®=c
1
ψ
1
+
c
2
ψ
2
+…+c
n
ψ
n
, где Ψ® – волновая функция (электронная часть волновой функции атома),
c
1
– коэффициент при атомной орбитали, ψ
1
– волновая функция атомной орбитали.
Решение задачи состоит в нахождении коэффициентов С. При учёте всех интегралов –
так называемый метод Ab initio.
Вопрос 90. Что такое приближение Борна-Оппенгеймера в
квантовой химии?
Приближение Борна – Оппенгеймера – вариация адиабатического приближения
уравнения Шрёдингера в квантовой химии, метод анализа молекулярных систем,
заключающийся в том, что в системе выделяют и раздельно описывают ядра атомов и
электроны, для которых характерные времена изменения состояния сильно различаются.
М. Борн и Р. Оппенгеймер в 1927 году впервые показали, что электронные волновые
функции подчиняются условию, при котором можно использовать это приближение.
Однако расчеты с этим приближением стали широко использоваться только с приходом
вычислительной техники и предворили развитие нанотехнологий.
Масса ядра значительно превышает массу электрона, вследствие чего скорость
движения ядер мала по отношению к скорости движения электронов. В результате
медленно движущиеся ядра образуют электростатическое поле, в котором с намного
большей скоростью движутся электроны, успевающие мгновенно подстроиться к любому
изменению координат ядер. Поэтому в приближении считают ядра фиксированными и
рассматривают только движение электронов. На языке квантовой механики это
эквивалентно допущению, что полная волновая функция молекулы может быть выражена
в виде произведения электронной и ядерной функций:
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 91
- 92
- 93
- 94
- 95
- …
- следующая ›
- последняя »
