ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные принципы квантовой химии из "Электронный аспект реакций полимеризации" Основным понятием квантовой химии, т. е. квантовой механики молекул, является понятие волновой функции Ч (г , г ,. . г ) всех входящих в молекулу электронов [1—3]. Квадрат абсолютной величины этой функции (т. е. величина заведомо положительная) есть вероятность того, что эти электроны находятся в точках с координатами г ,. . ., г . Сама же волновая функция при разных значениях координат электронов бывает ж положительной, и отрицательной, и даже комплексной. Это соответствует экспериментально доказанному представлению об электроне как о частице, обладающей волновыми свойствами. [c.7] Свободному электрону соответствует, естественно, бегущая волна, а электрону локализованному (например, в молекуле) — стоячая. Соседние пучности этой волны имеют разные знаки. [c.8] В котором под РоФ понимается значение функции Ч после перестановки. Если частицы, о которых идет речь, — электроны, то в этом равенстве должен стоять знак минус (принцип Паули). [c.9] Ф3ЩКЦИИ, о которых идет речь, описывают пространственное распределение электронов. Кроме положения в пространстве, электрон или совокупность электронов характеризуются также спиновым моментом. О нем из нерелятивистского уравнения (1-5) ничего нельзя узнать, и он учитывается при помопщ дополнительных рассуждений, о которых будет сказано ниже. [c.10] Замечание в и форма замечания г учитывают, что Т может быть комплексной величиной. Это неизбежно, если при отыскании Ф из волнового уравнения (1-2) учитывать, скажем, энергию взаимодействия электронов с внешним магнитным полем или с магнитными же спиновыми моментами составляюш их молекулу частиц. Эта энергия зависит от первой степени скорости (или импульса) электрона, а не от ее квадрата, и в уравнении Шредингера появляются члены, пропорциональные д/ /— 1. Однако в дальнейшем учет такого рода взаимодействий не понадобится, все коэффициенты в (1-5) останутся веш,ественными и волновую функцию тоже можно будет всегда выбирать веш,ественной. [c.11] Заметим также, что в соответствии с изложенным величина Е в волновом уравнении есть не что иное, как Н — значение электронной энергии молекулы в состоянии, описываемом волновой функцией У. [c.11] Изложенную процедуру вычисления наблюдаемых значений физических величин квантовая механика считает вполне точной если, конечно, в формуле (1-9) используется точная волновая функция. Однако изложенный выше рецепт отыскания этой волновой функции содержит уже приближения. Прежде всего, выражот ние для кинетической энергии электронов в формуле (1-1) — нерелятивистское, т. е. написано в предположении, что скорости электронов всегда намного меньше скорости света. Это предположение справедливо далеко не всегда, однако для валентных э.лект-ронов оно действительно выполняется. Из нерелятивистского уравнения (1-5), как отмечалось, спинового состояния системы узнать нельзя. Однако его можно установить по отдельному рецепту (см. ниже), и, сделав это, можно включить в энергию электронов дополнительный член, описывающий взаимодействие магнитного момента электронного облака с собственным спином этой же совокупности электронов (а также со спинами ядер) [5]. Тем самым было бы описано дополнительное искажение электронного облака, связанное с этими магнитными взаимодействиями. Однако влияние этих искажений на реакционную способность невелико, поэтому они тоже не учтены. [c.11] Из сказанного уже сейчас ясно, что задача вычисления электронно-энергетических характеристик молекулы по имеющейся ее волновой функции, хотя и сформулированная без упрощений, не идет ни в какое сравнение с гораздо более трудной задачей отыскания самой волновой функции, даже в приведенной здесь уже упрощенной форме. Поэтому последующее изложение — это в значительной степени перечень дальнейших приближений, позволяющих отыскивать Р для все более и более сложных объектов. [c.12] Вернуться к основной статье