Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Vakarchuk_I_O_Kvantova_mehanika_Pidruchnik_B

.pdf
Скачиваний:
11
Добавлен:
26.04.2021
Размер:
4.52 Mб
Скачать

äå åíåð iÿ |1si-стану E1s = −e2/2aB, кулонiвський iнте рал

K =

Z ϕ1s(rA)

e2

e2

 

ϕ1s(rA) dr

R

rB

 

 

 

e2

 

 

 

 

 

e2

 

 

 

 

îáìiííèé iíòå ðàë=

 

 

 

Z

ϕ12s(r)

 

 

 

dr,

 

R

|r + R|

 

Z ϕ1s(rA)

e2

 

 

e2

 

ϕ1s(rB ) dr

A =

 

 

 

 

R

rB

 

 

 

 

e2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e2

Другi рiвностi в =

S

 

Z

ϕ1s(r − R)

 

ϕ1s(r) dr.

R

r

руванняозраху.а¹мосьвеличиниK розкладомтA отриму¹мо шляхом замiни змiнних iнте

т . Скорист

 

 

 

 

 

 

S, K, Aряд.ПочнемоФур'¹: з iнте рала перекрит-

Фур'¹- ункцiямпоненту

 

ϕ1s(r) =

1

X

ϕq eiqr.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ÿ82, äå

 

 

ϕq

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

обчислюваласьзнахвiдповiднадимопростимкомпонентаповтореннямдляункцi¨викладок

тобто

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ϕ2

(r),

 

ρ1s(q):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

κ4

 

 

 

 

 

Тепер

ϕq = 8qπaB3

 

 

 

,

 

κ = 1/aB.

 

(q2 + κ2)2

 

 

 

 

 

1

X

1

 

X

 

 

 

Z eiq1reiq2(r+R)dr

 

 

S =

 

V q1

V

q2 ϕq1 ϕq2

 

Ми використали=

1

X X

 

 

q2R

δплоских. хвиль:

 

òóò ортонормованiстьϕ ϕ e

 

 

 

 

V

 

q1

q2

 

q1

q2

 

q1,−q2

 

692

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

Z

ei(q−q)rdr.

 

 

 

 

 

δq,q=

 

 

 

 

 

 

 

V

 

Îòæå,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

X

 

 

 

2

 

iqR

 

 

 

 

 

 

Переходимо вiд

 

 

 

 

 

 

 

 

 

àííÿ çà

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пiдсумовувS = V

q

 

q |

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q до iнте рування:

 

 

 

 

 

 

 

 

S =

 

 

1

 

 

 

V

Z dq eiqRq |2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V (2π)3

 

 

неодноразоОстання рiâнiстьоробилиотрим=.

2

Z0

 

 

 

qR

 

q

q | dq.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

sin qR

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Äàëiíà ìà¹ìî:iíòåруванням за кутами, що ми вже

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S =

 

Im Z−∞ eiqRq|ϕq |2dq

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q κ

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

πaB3 κ4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

Im

 

 

eiqRq

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dq

 

 

 

 

 

 

 

 

4π R

 

Z

 

 

 

 

 

(q

2

+

 

 

 

2

)

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z−∞ eiqR q2

 

=

πR

Im i dR dκ2

2 dκ2

3 dκ2

+ κ2

 

16κ5

 

1

 

 

d

 

 

d

 

 

 

 

 

 

1

 

 

d

 

 

 

 

1

 

 

d

dq

ноОстан= 3πR Im i

dκ2

 

3

 

dR 2πi 2iκ .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8κ5

 

 

 

 

 

d

 

 

 

d

 

 

e−κR

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ïiñëÿíiéобчислеiнте ралííÿрозрпохiднихàõîâàíîìà¹ìза теоремоюо:

про лишки. Остаточ-

 

 

 

 

 

 

 

 

S = 1 + ρ +

1

ρ2

e−ρ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

розкладПереходимоурядФур'¹:докулонiвськогоρ = R/aiíòå. рала. Використа¹мо

B

|

|

 

X

4πe2

 

e2

 

 

r + R

=

q

V q2

eiq(r+R).

 

 

 

 

 

знову

693

Тепер

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(q

 

 

 

 

+ q0 ) проведенiaB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e2

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

4πe2

 

ρ1s(q)e qR,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

äå

 

 

 

 

 

 

 

 

K =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

V

 

q

 

q2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

iqr

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q04

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

ρ1s(q) = ϕ1s(r)e

dr =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

q0 =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2 2

 

 

 

 

 

 

леннiбуло знайденоiнтералав перекриттяŸ82.Повторюючи викладки,

 

 

 

при обчис-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S, ìà¹ìî:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e2

 

 

2e2

 

 

sin qR

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e2

 

 

 

 

 

e2

 

 

 

 

 

1

 

 

 

K =

 

 

 

 

 

Z

 

 

 

 

 

 

ρ1s

(q) dq =

 

 

 

 

 

 

Im Z

 

eiqR

 

 

ρ1s(q) dq

R

 

π

 

qR

 

 

 

 

R

πR

q

 

 

 

πR

0

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−∞

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

e2

 

 

 

e2

 

Im

eiqR

dq +

 

eiqR

 

1s

(q)

 

1] dq

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e2

 

 

 

e2

 

 

sin qR

 

 

 

 

 

e2

 

 

 

 

 

 

 

 

eiqR

 

 

 

 

 

 

 

q04

 

 

 

 

 

 

 

Îñêiëü= êè ïåðøèé iíòå ðàdqë äîðiâíImþ¹

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

dq.

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

πR

 

Z

q

 

 

 

 

 

 

 

πR

 

 

 

q

 

(q2 + q02)2

 

 

 

 

 

 

 

−∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нiй доданок:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π, залиша¹ться лише остан-

 

 

 

e2

 

 

 

iqR q3 + 2qq02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K =

 

 

Im Z−∞ e

 

 

 

 

 

 

dq

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

πR

 

 

(q2 + q02)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e2

 

1 d

 

iqR

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q2

 

 

dq

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

Im

 

 

 

Z−∞ e

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

πR

i

dR

 

 

 

q2 + q02

(q2 + q02)2

 

 

 

 

 

 

e2

 

1 d

1

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

eiqR

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

Im

 

 

 

− q02

 

Z−∞

 

 

dq

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

πR

i

dR

dq02

q2 + q02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e2

 

1 d

1

− q02

d

 

 

π

e−q0R =

e2

1 +

q0R

 

e−q0R.

694 =

 

 

Im

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

πR

i

dR

dq02

q0

R

2

 

 

Таким чином, остаточно кулîíiвський iнте рал

 

 

 

 

 

 

 

e2

(1 + ρ)e

.

 

рядЗвернiмосьФур'¹величинудообчисленняK = R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

обмiнного iнте рала. озклада¹мо в

Îòæå,

 

 

 

 

e2

 

 

 

e2

1

 

e−r/aB .

 

 

 

 

 

ϕ1s(r) =

 

 

 

 

 

 

 

 

r

r

q

 

 

 

 

 

 

πaB3

 

e2

 

e−r/aB

1

 

 

 

 

 

e2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

eiqr,

 

 

 

 

 

r

V

 

 

 

 

 

 

 

 

q2 + κ2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

qπaB

 

 

 

 

 

 

 

X qπaB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q

 

 

 

 

 

 

 

1

Далi перетворення, подiбнi доκ ïî= ïåð.еднiх, дають:

aB

 

 

 

 

 

 

 

e2

1

X

eiqRϕq

 

 

 

 

e2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A = S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q2 + κ2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

qπaB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Iíòå ðàë

 

 

=

 

S

e2

 

e2

 

 

 

Im Z

 

eiqR

 

 

 

q

 

 

 

dq.

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

q2 + κ2

 

 

 

Rπ πa3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q

B

 

 

 

 

 

 

 

 

−∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

κ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

κ

 

 

 

 

 

 

 

q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

κ

 

 

 

 

 

 

 

 

q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q

 

 

 

 

 

 

 

 

8 πaB3 κ4

 

 

 

eiqR

 

 

 

 

 

dq

=

 

 

 

eiqR

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dq

 

2

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

2

Z−∞

q

+

 

 

 

 

Z−∞

 

 

 

 

q

+

 

 

× (q

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

d

 

 

2

 

 

 

 

 

eiqR

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= −i4κ4qπaB3

 

 

 

Z−∞

 

dq

 

 

 

 

 

 

 

 

dR

dκ2

q2 + κ2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

d

 

 

2

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= −i4κ4qπaB3

 

 

 

 

 

 

 

e−κR

 

 

 

 

 

 

 

 

dR

dκ2

κ

 

 

 

 

 

 

 

 

= iπq

 

e−κR[κR + (κR)2].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

πaB3

 

 

695

Îòæå,

e2

вза¹модi¨Збираючизнахîтриманiдимо:A ðåç= óльтати1 −

R

2 2 −ρ

3ðρàçîì,e äëÿ. енер i¨ мiж'ядерно¨

 

(1 + ρ)e−2ρ ±

3

 

 

 

E (R) =

 

 

 

 

,

 

 

±

1 + ρ + 1 ρ2

 

 

 

 

ρ 1

 

e−ρ

 

 

великих

 

E (R) = (E − E1s)

 

.

внаслiд к

 

 

aB

Íà

 

 

+. Для антисиметричíо¨ хвильово¨

 

вiдстанях

 

e2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

ðà iê óíêöi¨ E (R) = 3 ρe−ρ.

 

йонхвильово¨водню H

E (R)

 

 

 

 

 

 

 

ìà¹ìî

çв'язанийображенийелектронастанрисатомiв.70. Длямолекулярсиметрично¨

мало¨таннеймовiжливий2ностi .перебуванняДляядер,заряд якихмiж ядрамункцi¨, зв'яза èé

мiчноготьакПочнеможгоневiдштзñ спр'язкудетальнiшевхуваннямоiзжнийзапитання:Ÿ 89забезпечитийдослiдження.утворенняХiмiчнийчомуповнунестiйкогозв'язприрутворю¹тьскомпенсацiюZдик зв'язаного> 1ннявластивостеймолеку¨хелектрстанукулоН.хiiв-

 

 

 

 

 

 

 

òîãî,

 

îâਨïðèìiæóòâiäøòутворенняядрами,центрiвхуванняннiпотрiбнощомлекуприведейтвореннялизабезпечитиHдокомпенсацi¨зв'язаногоперебувстануенерà простороваi¨трь¨хак,кулонiвхелектякце?

буськронiвДля

 

 

 

 

 

 

 

3

ëü

óíê iÿ ëå

íiâ

 

 

2. Це означа¹, що

õâè-

 

 

 

î¨ ì

 

 

 

âîíà ìà¹тибутимаксимальнповнiстю

 

 

 

ординатлекули, тобтовин

 

симетричноюзначення

 

жливо

 

, r2 r3)

 

 

óíêöi¹þàê

ϕ(r1

 

 

 

 

 

 

.

 

r1, r2 r3

електронавимага¹ич-

696в свою.Однакчергу, щобнемоспiнова

 

ункцiяУнаслiдокбула повнiстю.щоЦя спiнантисимеумова

 

ðiâíþ¹

сперимент.

 

 

 

 

ис. 70. Електроннi терми йона водню H+

 

 

 

ëâiдповiдаютьнiя знакам плюс т

мiнус у загальнiй.Суцiльнi кривiормулiE. (ШтриховаR), E (R)

 

 

 

2

 

s

a

 

 

 

 

 

 

 

ä

Eexp

 

 

 

íàñëiäîê,

 

 

 

 

 

 

 

симетричною:спiн ваядкузмiннадлянабува¹спiново¨лишеункцi¨два значення, то ви

значник третьогодорiвню¹1/2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

îинатомопжносисмувнiстюжуситьемаперебуватибути¹нестабiльноюантисимнулевiовалентний.центрiОтже,длятричною,.Цемiжднi¹¨просторовапричиноюусiмазцепарознача¹,ядрамипросторовихункцiятого,i,щощоякнеелектрониможзмiннихбу

тневак

 

 

χσ1

σ23 (s1

s2, s3)

 

 

 

 

 

 

екули

 

 

 

 

 

дома¹ власти

 

 

 

 

щомолеку,

 

Hâiñòü3 ненасичену¹.Тобтоя.У нашомук прикладiзв'язок,цеознаякбачим¹,

 

 

 

неасиченволодiлиможладенихмалиякпiд'¹довалентспiном,цiлийатискспiногоажiмо,атомзв'язкубулиHбозеiнеутворитимала-насиченбiльшихтинками,мця. тоЯкщооваленлу H б.

електроЯкбиивiсть2 вжелектрони

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

-

 

 

запереченьнасталащоб ,äтоляiснуваннятьмолекуомплексiв,H

зокреманогозв'язви

у бу б,вищево

3/2

 

 

 

íå áóëî á.

 

 

 

 

6973

напрямленостi.доПочнемоiншо¨ х онкретного приклхiмiчногоду утзâ'язкурення молейого

êовутакою:лиПерейдемоамiакуномелектрониNHуаблицi.Електроннасуперпозицi¨,елементiварактеристикиондорiвню¹i урацiя7)àтомавосназотуному(порядстанi

¹

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кутовимаютьзв'язку

ñòàíi, äâà(1s) (2s) (2p)

тобто два електрони перебу

1s

вСамеомбiнацi¨моекулi NH

 

é âiä

овiдають2s- анi затриутвоелектрониенняхiмiчного2p-ñòàíi

ïîäië ì, ÿêèé3зада¹ться.Електроннiсеричнимивихiднiани ункцiямиизуються

ðîç-

 

 

 

прц хнципомункцiй

 

 

 

 

 

 

 

мианиможемовзяти Y1,0, Y1,1

, Y1,−1

êÇãiäí

ç

 

 

 

 

 

çà

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

утворитиакi: лiнiйнi.

 

 

 

| xi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

ëi

=

 

 

óíêö

 

 

3 cos ϕ sin θ,

 

 

 

 

p

 

Y1,−1 Y1,1 =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y

 

 

+ Y

1,1

3

 

 

 

 

 

|pyi

 

=

 

1,−1

2

 

 

= r

sin ϕ sin θ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вженабуваютьутворюватибговорювалинапрямцi овалентнийосейŸ41. Максимальнi з

чення

вониМи

 

|pz

 

=

Y1,0 = r cos θ.

 

 

òьсянах

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

íêàæóóцихвать,-

ñïàðþ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¹

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

атись,молекужз електрономдню. iншого x,атомаy, zзв'язок,.тКоженсамо,або,електроякякцевiдб

698

ис. 71. Молекула амiаку.

зв'язкахелектронамиовалентнiхункцiй,витягнутзв'язки,трьохякi вздовжà¹томiввiдпомолекуâдоiднимилiцiатнихюводнютри. Хвильовiлipнапрямкiв-.станиiйниЕлектроннiиутворюютьункцi¨,омбiнацiямиосейхмарищоопзв'язкинасуютьтомцихз-

У молекули амi ку NH3

нююласнеорму.71)ь пiрамiдине.Причому90.чимо,Однакякпоказу¹кутидосвiд,мiж напрямкамимолекула амiакуцихзв'язкiвx,справy, zä(диворiвма¹-.

âяканняiдшÎòæпростороваовхуваiвiдповiденерме,навизнiжякпоняттiпринципомi¨мiнiмумом.бача¹ться.апряо¨силiнiйно¨ленiстьетрiнапрямленiстюхiмiчнiсуперпозицi¨,¨¨повно¨.кСтiйкiстьомбiнацi¨.зв'язкиТенерчи)симетрi¹ювнаслiдокiншаi¨конхiмiчниххвильовихмають.Тутнеспаренихпоняттiструктураурацi¨зновумiжелектронногоакузв'язкiвпринципомпростежу¹молекулиункцiйвластивiсть,електронiвмолекули.Вгадурунìçà-

нiмумузв'язокбезпечу¹тьсту¹ться

,

äåùî áiëüøi ( 107

 

Êiëüê ñòü

жливих зв'язкiв, тобто

я валентностi ¹

ä ñ òü

зиваю ь його ва ентнiстю. Саме

простим. Зокрема,

валентнiсть мож

абувати дро

атома,б вèх значень, як наприк

äëÿ

елементiв у

ðÿäi ñï

 

.

 

 

 

 

îëперекриванняукулiомднаоазотудногохвильовихNзiй(наприклад,ма¹моямкiв,унрiдкiсноземельдецiйладцеелектроннiелектронiвкратностiнапрямокхмарихiмiчнихосiрiзнихвитягнуатомiвзв'яз

тiазотукiвназустрiч.УПерекривамвздовж

2

 

 

ютьним, що да¹ великакимчення обмiнно¨ енер i¨. Цей зв'язокz), íàç¹ñèëüâà

 

 

 

 

 

-

çв'язкутим,-зв'язк,щоцьомунапрямкивипадку.Удвоххвильовихак(вздiншихсимумiввжосейрозподiлуямкункцiйах,перпендикулярних¹меншимгустини.Цеелектронпов'язанодо

õìàðσ

 

 

 

σ

 

дного. Отже, цi, як ¨х називають,т

y

) ¹ ïàðà

ельними

 

роннудо

x

 

 

 

çâ'ÿçê

π-çâ'ÿçêè

ëàáøi ïîðiâíÿ

ñèñêõiìi÷íîþσ):-зв'язк¹сильним,омрмулою,.Тдвачином,деiншiзв'язокслабшимимолекулiпознача¹тьс.азотуЧастрискоюîдинцезобрпотрiйн(вàлентжа¹тьèõà-

участюозгконляньмоN атомаiNурацiю.щевуглецюядцiкавих.Iзольованийприкладiватоммолекувугëецюярнихма¹утворелектíü

(1s)2(2s)2(2p)2, як вiдповiда¹ двовал нтно699-

ìó

 

. Однак вуглець

 

хiмiчних сполуках виявля¹ вале т-

вуглецюнiсть,атомуяк перехдорiвню¹дитьчотирьомутворюватзбуджен.Цейознача¹,повно¨щодин iз sелектронуiв-

гiбридизацi¹ю

 

 

 

 

 

 

 

p-ñòàí i ìè ìà¹ìî

 

 

 

êîí i óðàöiþ

 

 

 

 

 

 

 

 

íó

 

 

 

âiðíîñ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

трьом

 

 

(1s)2(2s)1(2p)3, яка дозволя¹ дному s-

÷îìó çáiëü

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пониждiхiмiчнiелектроназв'язкиiз. Пр

 

шення pенер-еле i¨тронаматома при перех

 

 

 

 

 

 

íèé

 

 

 

 

суперпозицi¨,

 

sназива¹тьс-стану збудже

 

 

Ïiñëÿ

 

 

 

 

 

гiбридизацiй

 

 

 

 

компенсу¹тьсяхiмiчного зв'язкуеннямутворюватисполуках. еIзерцихi¨ причотирьутвох

ðåííióíêöiép-астаномами

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

заб зпечуватиможнамiiмум процедураенерi¨ сполуклiлiнiйнiахкомбiнацi¨.Нагцi¨,да

¹мо,якi щоббудуть|s , |px

, |py , |pz i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

складовихЗгiдностак,омбiнацi¨анiвТутбулиз

 

 

 

 

 

. Такелектрона

 

ÿ 3

 

Надалi,

 

 

(наприклад,áiíàöi¨

 

 

 

 

Yl,m(θ, ϕ)

 

 

потрiбнопринципомiм.зТобтоповнихднаковимиелåкзробункцi¨хвильовихроннiперебування.хзауваженнястанiвункцiй,.миУтворимоповинприалiнiйнiнеïîòðiáíîööiâèутворюватишеповогожномуз¨хнiхкарактерукутовихлiнiйнiнових-.

 

 

|s = Y0 0

= 1/ 4π

 

 

 

 

 

sp

 

Y1,1(θ, ϕ)

 

 

 

 

 

êöiþ R2,1(r)

çàìiñòü

 

 

çöi¨íà

вiдпо¹днаковимиiднiрадiальнi

хвильовiутворю¹моункцi¨. Якщо радiальнiкомбiнацi¨домножуватилишеунк

 

|s

|px

|py

|pz i

 

 

 

 

 

анiв), толiнiйнiвиносиì

¨х як тiлькиспiльнийзкутовихмножникчастинзадужки, i за-

ëèøp-стються

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

розумi¹моне вв дячинi вих

 

значе

ь, пiд величинами

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

|s |px , |pyi,

частину

íà âiäïîâiä

радiальнiхвильвi ункцi¨кцi¨,. тобтоНаприклад,добуток

¨х кутовихза

|pz i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

|2px

пишемо просто |px

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

ано¨ вище Наприклад,лiнiйно¨омбi

 

 

пам'ята¹мо,серичних щоункцiйце¹добутокY (θ, ϕ)ïèà

них анiвнацих.радiальнузауваженьпершийуперех димоновийдостан.утворення

1,−1

 

-

Унаслiдок того, що|1i = C |si + |pxi + |py i + |pz i .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s- òà p-стани ¹ ортогональними мiж собою,

 

 

 

 

 

 

 

hs|pxi = 0, hpx|pyi = 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

hs|py i = 0, hpx|pz i = 0,

 

 

 

 

700

 

 

 

 

hs|pz i = 0, hpy|pz i = 0,

 

 

 

 

 

 

|2

пiдберемо так,

щоб вона мала тi ж властивостi й була

 

 

 

знаквикористовуючи+ перед h1|2

=ìî0.

Наступнiпершийäâi óíêöi¨ðàç |3 ñòà |4i

iсцямизнаком

 

 

 

 

 

äâi

жливостi:

 

 

 

ïîìiíÿ¹ìî

 

 

|pz i iç знаком ïå

 

 

|py i

зкцiюумови нормування h1|1i = 1 знаходимо C = 1/2. Наступну н-

ортогональною до |1i:

|s − |px

− |py + |pz

.

 

знайдемо,Легк переконатись,|2i = 2

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ùî

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ають такийвигляд:перед|pxi. Остаточно чотири о

едтонормованих, другий раз

 

 

 

àíè

 

 

 

 

|1i =

1

 

|si + |pxi + |py i + |pz i ,

 

 

 

 

 

 

 

 

îñÿì

 

2

 

 

 

áiëÿ |pi

 

 

 

 

 

 

|1i

 

 

 

 

 

 

|2i

=

2 |s

− |pxi − |py i

+

|pz i ,

 

 

 

 

 

 

 

1

 

дiагоналi

 

 

 

 

 

 

 

 

(x, y, z), äðóã é ñòàí |2

 

 

апрямку

дiагоналi октанта,

 

 

 

 

|3i

=

2

 

|si − |px

 

+ |py i − |pz i ,

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ùî

 

 

îñÿìè (−x, −y, z).дiлуСтан |3

 

 

 

ямлений уздовж

 

 

 

 

напрямки|4 =зв

2

 

|s

+ |px

 

− |py i − |pz

.

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОсВизначимоiльки

òîìiâ

 

'ÿзкi , що утворюютьсянапрбазi цих станiв.

ристрону

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

ються знаками|si-ñòàí ¹ ñ åðè÷

 

-симетр чним, то

 

 

ямки изнача-

|1i, | ,

|3 , |4

 

 

 

 

 

 

 

 

îðáiò

 

 

утвореного

ìàêутворениймумом у напрямку-

 

 

. Першийпершогостан октх рактеризуютьсянта,

 

îðáiòàëi

 

õiìi÷íèé

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

72)

 

 

(−x, y, −z),

 

 

 

молеку4ëàõ C(реону3 4

ютьдiагоналi октант

ñòàí |4i напрподiагоналi октан

мiститипрямленi(x,тетраедричну−y,àòîì−zäî).вуглецю,Макершин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

структуруимумитетратомаксимумирозпо.драТбто.Томуякщоелекгучотиристинвронцеелектронниххвильовiхмартетраедраутворюункцi¨хмарпо

 

 

 

 

 

дню,чотирьотьтоотрима¹маютьелектронiваеднимиìîмолекуналицихCClлуямиорбiтмет.Якщоаляхнупопiд'¹делек(див.

íàти. довiд.Ткакужногоутворюютьназиваструктуру

 

 

 

 

 

 

 

 

 

æ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

çâ'ÿçîê

 

 

 

 

CH ). .Îñ701Öi-

Соседние файлы в предмете Квантовая химия