Химия

 


 

Производство

Сырье и энергия
Сера и серная кислота
Связанный азот
Удобрения и химикаты
Силикаты
Кислоты щелочи хлор
Металлы
Алюминий
Чугун и сталь
Полупроводники
Топливо
Органический синтез
Синтетические соединения
История химии



Яндекс.Метрика

Возникновение квантовой химии

Для объяснения взаимодействия атомов квантовая теория выдвинула новый вид сил, так называемых обменных, с помощью которых осуществляется гомеополярная связь.
Создание в 1925^-1926 гг. квантовой механики позволило надеяться, что для развития теории химической связи открылся новый путь. Квантовая механика появилась в двух формах — матричной механики Гейзенберга и волновой механики Шредингера. Почему же именно теория Шредингера дала толчок для развития новых представлений о химической связи? В основу теории Шредингера легли волновые свойства электрона'. Э. Шредингер рассматривал электрон в атоме как отрицательно заряженное облако различной плотности. Понятие об электронном облаке в дальнейшем широко использовалось в химии. В последующие годы (1927—1930) квантовая механика легла в фундамент квантовой химии, которая могла вскрыть физическую природу химической связи.
Одна из первых задач, которую должна была решить квантовая химия, заключалась в том, чтобы объяснить устойчивость молекулы водорода (проблема двух электронов в поле двух ядер).
В конце 1926 г. Э. Шредингер поручил Ф. Лондону и В. Гайтлеру решить задачу о гомеополярной химической связи на примере молекулы Н2. В июне 1927 г. была опубликована статья В. Гайтлера и Ф. Лондона под названием «Взаимодействие нейтральных атомов и гомеополярная связь с точки зрения квантовой механики». Авторы показали, что при образовании молекулы водорода из двух атомов электрон, принадлежавший первоначально одному из атомов Н будет также принадлежать другому, т. е. атомы как бы обобществляют свои электроны. Условие, обусловливающее связь атомов в молекуле Н2, состоит в том, что электроны, ранее принадлежавшие различным атомам, входят в одну и ту же электронную оболочку.
Работа В. Гайтлера и Ф. Лондона имела огромное значение для дальнейшего развития теоретической химии. В ней впервые было показано, что вскрыть физическую природу химической связи можно только на основе квантовой механики. Работа В. Гайтлера и Ф. Лондона не только выяснила специфичность химических сил, их насыщаемость, но и наметила пути расчета (пока качественного или полуколичественного) значений химической связи.
В последующих своих работах В. Гайтлер и Ф. Лондон развили общую теорию валентности, используя молекулу водорода как прототип для других простых соединений. Они отмечали, что само существование валентности зависит от «обменной энергии» и спина электрона2.

Так в химию пришла посланница теоретической физики — квантовая химия. По теории спинвалентности электронная плотность двух атомов водорода в результате их наложения может или ослабляться, или усиливаться в пространстве между ядрами в зависимости от суммарного. При анти параллельной ориентации спинов происходит увеличение плотности электронного облака, которое оказывает стягивающее действие на ядра, и образуется стабильное соединение. При параллельной ориентации спинов взаимодействие атомов носит отталкивающий характер. Таким образом, выяснилось, что образование ковалентной связи сопровождается взаимной компенсацией спинов связующих электронов
В конце 20-х годов было доказано, что химическая связь— это квантово-механическое явление. Все последующие теории, претендующие на научную трактовку химической связи и электронной конфигурации соединений, должны были учитывать это обстоятельства


1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200


Интересное



 

© 2011 Химическая промышленность
Копирование материалов сайта разрешается только с указанием прямой индексируемой ссылки на источник.