Молекула водорода
Φg = { C1(AB + BA) + C2(AA + BB) } [ – ]
Е |
= 2 Е + J + K |
|
g |
Н |
1 + s2 |
|
|
|
Φu = (AB – BA) [ D1( ) + D2( + ) + D3( ) ]
Е |
= 2 Е + J – K |
|
u |
Н |
1 – s2 |
|
|
|
( s — интеграл перекрывания )
Влияние межъядерного расстояния
|
Е, эв |
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
кулоновский интеграл, Jab |
|||
|
|
|
|
||||
15 |
|
|
|
обменный интеграл, Kab |
|||
|
|
|
|
||||
10 |
|
|
|
интеграл перекрывания, S |
|||
|
|
|
|
||||
5 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
–5 |
|
|
|
|
|
|
R, |
|
|
|
|
|
|
а.е.д. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
1 |
1,5 |
2 |
2,5 |
3 |
3,5 |
4 |
Энергетическая диаграмма
E
Фu |
Ф'u = AA – BB |
Ф'u |
Фu = AB – BA |
R* |
Rab |
|
Фg
Фg = AB + BA
ВЫВОД
В основе метода ВС лежит структурная модель, заимствованная из классической теории химического строения, согласно которой молекула представляет собой результат химического взаимодействия атомов, смысл которого состоит в обобществлении электронов.
Поэтому метод ВС позволяет сопоставить вводимые в его рамках поправки на межатомное взаимодействие
(J — межатомные кулоновские интегралы и K — межатомные
обменные интегралы) химическим связям. Это позволяет получать в квантовой химии некоторые количественные оценки таких характеристик химических связей, как длины, энергии диссоциации и др.
Теория резонанса
Ψмолекулы = С1Ψ1 + С2Ψ2 + ... + СnΨn
В отличие от полного метода ВС, в теории резонанса учитывают не все базисные функции (резонансные формы), а только их небольшое число.
|
+1 |
–2 |
+1 |
|
|
||
Н О Н |
Н О Н |
Н О Н |
|
«ковалентный» |
Реальная |
«ионный» |
(атомный) тип" |
молекула |
тип РФ |
РФ |
|
|
Н—О—Н |
+ |
|
|
|
|
|
– |
|
|
+ |
+1 |
–2 |
+1 |
|||
Н |
|
|
|
|
|
О |
|
|
|
|
|
Н |
Н |
О |
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Ψ1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ψ |
|
Ψмолекулы = С1Ψ1 + С2Ψ2 |
|
|
2 |
||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||
Реальная молекула — это «резонансный гибрид» или «мезомерная (т.е. промежуточная) структура», в которой:
а) на атомах водорода будет наблюдаться избыточный положительный заряд (пропорциональный квадрату коэффициента С2);
б) на атоме кислорода будет наблюдаться избыточный отрицательный заряд (пропорциональный удвоенному квадрату коэффициента С2);
в) порядки ковалентных связей О—Н будут иметь величину между 1 и 0 (пропорционально квадрату коэффициента С1).
О С О |
– |
+ |
– |
–1 |
+2 |
–1 |
О |
С |
О |
О |
С |
О |
|
Ковалентная РФ |
Молекула |
Ионная РФ |
||||
С О |
– |
+ |
–1 |
+1 |
С |
О |
С |
О |
|
Ковалентная РФ |
Молекула |
Ионная РФ |
||
Ковалентная |
Молекула |
Ковалентная |
|
РФ № 1 |
РФ № 2 |
||
|
Максимальное |
Максимальное |
отклонение |
отклонение |
влево |
вправо |
Равновесное
положение
АТОМЫ 
МОЛЕКУЛА 
ИОНЫ
II. Метод МО (молекулярных орбиталей)
АO MO
+10
Атом Ne |
Молекула Н–О–Н |
Молекула — деформированный атом
Одноядерная потенциальная яма (атом)
Многоядерная потенциальная яма (молекула)