Качественные сведения о химической связи
Нормировочный множитель: , (1)
Уровни энергии МО:
, (2)
Матричные элементы гамильтониана в выбранном базисе АО появляются из формулы энергии ,
где удобно ввести обозначения:
- диагональные матричные элементы: и
- недиагональные матричные элементы:
Отсюда компактная формула для энергии
, (3)
Раскрываем слагаемые матричных элементов гамильтониана:
а) диагональный матричный элемент:
б) недиагональный матричный элемент:
Окончательно формула для энергии приобретает вид:
, а.е. (4)
Энергия выражена через одноэлектронные молекулярные интегралам:
- кулоновский интеграл
- обменный интеграл
- интеграл перекрывания. (5)
Молекулярные орбитали имеют вид (для графического вывода):
. (6)
Для количественных расчётов необходимы
Двухцентровая система координат. Эллиптические переменные.
.
Вычисление слагаемых энергии:
1) Уровень исходной базисной АО
2) Интеграл перекрывания:
.
3) Кулоновский интеграл:
,
4) Резонансный интеграл:
При подстановке выражений этих молекулярных интегралов в формулу для энергетических уровней ( ), получаются энергетические уровни МО в явном виде, выраженные в зависимости от межъядерного расстояния.
Результаты простейшего расчёта, полученные с применением водородных 1s-АО следующие:
Эксперимент даёт:
.
В количественном отношении простой подход МО ЛКАО неудовлетворителен и требуется его уточнение. Необходимо улучшить физическую модель.
Качественная интерпретация одноэлектронных молекулярных интегралов:
Смотрите также
Графический метод решения химических задач
Решение расчетных
задач – важнейшая составная часть школьного предмета «химия», так как это один
из приёмов обучения, посредством которого обеспечивается более глубокое и
полное усвоение уч ...
Седьмая группа периодической системы
Из
членов данной группы водород был рассмотрен ранее. Непосредственно следующие за
ним элементы — F, Сl, Br и I — носят общее название г а л о г е н о в. К ним же
следует отнес ...