
- •МОЛЕКУЛЫ
- •Механическая модель молекулы
- •Волновая функция стационарного состояния
- •Адиабатическое приближение
- •Гармоническое приближение
- •Методы построения Ψэлектр.
- •К какому «атому» принадлежит каждый из 10 электронов?
- •Построение волновой функции молекулы в методе ВС
- •Проблема оптимизации коэффициентов
- •2)Абсолютная величина коэффициентов при базисных волновых функциях конкретных РФ зависит от их энергий:
- •Молекула водорода
- •«Атомные» волновые функции
- •Резонансные формы
- •Волновые функции резонансных форм
- •Энергия молекулы в методе ВС
- •J — межатомные кулоновские интегралы (энергии
- •Молекула водорода
- •Влияние межъядерного расстояния
- •Энергетическая диаграмма
- •ВЫВОД
- •Теория резонанса
- •Максимальное
- •II. Метод МО (молекулярных орбиталей)
- •Одноядерная потенциальная яма (атом)
- •Электронная оболочка молекулы в методе МО
- •Одноэлектронное приближение
- •Глобальная волновая функция молекулы
- •То же самое можно записать в матрично-векторной форме:
- •Определение коэффициентов разложения Сij
- •Оставшеся после учета симметрии молекулы коэффициенты Сij определяются посредством процедуры самосогласования:
- •Уравнения Хартри-Фока-Рутана
- •Итерационная процедура
- •Варианты метода МО ЛКАО
- •Полная энергия молекулы
- •Орбитальные энергии
- •Энергетические диаграммы
- •Корреляционная диаграмма ± (
- •Молекула водорода в методе МО
- •Атомный базис
- •Пространственная симметрия МО
- •Молекулярные спин-орбитали
- •Глобальные волновые функции
- •Полученный результат можно улучшить, если использовать МНОГОДЕТЕРМИНАНТНЫЕ волновые функции, каждая из которых соответствует
- •Атомный ( ) и резонансный ( ) интегралы
- •Корреляционная диаграмма
- •Конфигурационное взаимодействие
- •Уравнения ХФР
- •Локальные характеристики молекул
- •Атомно-молекулярная матрица
- •Индекс свободной валентности
- •PQ-матрицы
- •Поляризуемости
- •Внешние возмущения
- •Возмущения связей
- •Все поляризуемости могут быть вычислены через коэффициенты МО:

Локальные характеристики молекул
Атомно-молекулярная матрица
1-я МО
2-я МО
…..
…..
N-я МО
C1a C1b
C2a C2b
… …
… …
CNa CNb
атом атом
… C1N
… C2N
… …
… …
… CNN
атом
а |
b |
N |
(Сik)2 = Рik
( вероятность нахождения электрона с номером i в окрестности атома с номером k, или, другими словами, электронная плотность на атоме с номером k, создаваемая электроном с номером i )
i (Сik)2 = Nk
(электронная плотность на атоме с номером k, создаваемая всеми электронами молекулы или среднее число электронов, принадлежащих этому атому )
Nk = –Qk
(электрический заряд той доли электронной оболочки, которая входит в состав атома с номером k )

+Z1 +Z2
+Z3
+Z4
–Q1 –Q2
–Q3
–Q4
Zk – Qk = qk
( локальный электрический заряд атома № k )

H2C |
– 0,092 |
фульвен |
– 0,073 |
+ 0,378
– 0,047
– 0,073
– |
|
– 0,092 |
|
H2C |
|||
|
|||
|
+ |
|

Атомно-молекулярная матрица
1-я МО
2-я МО
…..
…..
N-я МО
C1a C1b
C2a C2b
… …
… …
CNa CNb
атом атом
а b
… C1N
… C2N
… …
… …
… CNN
атом
N
Cia Cib = ???

Ca |
C |
|
b |
Знаки
коэффициентов одинаковы, а их произведение положительно
Cia Cib > 0
Ca |
b |
a Cb
Знаки
коэффициентов
противоположны,
аих произведение отрицательно
Cia Cib > 0
i Cia Cib = Pab — «порядок химической связи»
между атомами a и b

Индекс свободной валентности
Pk1 |
Pk2 |
P* = Pk1 + Pk2 + … + Pkn |
|
k |
Максимальная |
|
Pk3 |
валентность |
|
|
ИСВ I = Po – P*
Текущая
валентность
Po — характеристика типа атома (химического элемента)
Для атома С
Ро = 3 + 31/2 ≈ 4,73

Н |
Молекулярная диаграмма |
|
|
|
Н |
H2C |
|
|
|
0,505 |
|
|
|
|
||
|
|
Н |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
Н |
|
|
|
|
|
– 0,092 |
|
78 |
|
|
0,076 |
|
4 |
4 |
9 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
+ 0,378 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,758 |
|
– 0,047 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,974 |
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
9 |
– 0,092 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
– |
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
H2C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
0,505 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,434
– 0,073
1,520
– 0,073
0,434

PQ-матрицы
Матрица Коулсона |
|
|
|
|
K |
= ( Cin Cim ) |
= |
Nn |
при n = m |
(РQ)nm |
Pnm |
при n m |
||
|
i |
|
||
|
|
|
|
|
Матрица Малликена |
|
|
|
|
М |
= (1 + Snm) |
C C |
|
|
(РQ)nm |
|
in im |
|
|
————— |
||||
|
i |
1 + Xi Snm |
(Xi — собственные значения "топологической" матрицы)
Суммирование следует проводить по всем заселенным спин-орбиталям

Поляризуемости
МОЛЕКУЛА
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ |
|
СТРУКТУРНЫЕ |
характеристики |
|
характеристики |
|
|
|
Атомные остовные |
|
Электронные |
интегралы |
|
плотности атомов |
( nm ) |
|
( Nm ) |
Резонансные |
|
Порядки |
интегралы |
|
связей |
( nm ) |
|
( Рnm ) |
Nm = f ( nm, nm) |
Рnm = f ( nm, nm) |