- •Задачи для контрольной 30 декабря 1996 года
- •Задачи на контрольную 28 декабря 2000, группы 841, 842, 743
- •Р ешение задач контрольной 29 декабря 2003 года. Группы 141-143
- •2. (300) Определить табличные значения поляризуемости 11 (самополяризуемость) и 12 для -системы пентадиенильного радикала.
- •3 . (400) По теории возмущений определить энергию и вид нижней по энергии молекулярной орбитали тетрацена.
- •Решение задач контрольной 28 декабря 2004 года. Группы 241-243
- •1. (400) Построить таблицу характеров для абелевой группы, в которой имеется три операции симметрии.
Р ешение задач контрольной 29 декабря 2003 года. Группы 141-143
1. (500) Для радикала DH4, строение которого показано на рисунке (плоская симметричная частица), определить число линий поглощения, соответствующих разрешенным переходам, поляризацию и энергию этих линий, а также распределение спиновой плотности. Резонансные интегралы βHH и βHD считать одинаковыми.
Р
![]()
П

По Eu
и
Для A1g
детерминант имеет вид
,
который дает корни
Подставляя
эти корни в детерминант, находим
молекулярные орбитали, относящиеся к
этому неприводимому представлению (
и
,
.
Энергии орбиталей Eu
E
= α (x =
0)
и B1g
E
= α
- 2
(x = 2). Окончательный вид
и симметрия МО для радикала H5
показана на диаграмме уровней. Там же
указаны разрешенные переходы и
поляризация. Появление в пятом положении
атома дейтерия можно учесть по теории
возмущений, используя матричный элемент
<φ5Vφ5>
=
(m/2M).
Справа на диаграмме показано положение
уровней для DH4
радикала и разрешенные переходы с
поляризацией. Для H5
радикала будет 3 линии с энергиями 1.23
(xy), 2
(xy)
и 3.23
(xy).
В скобках указана поляризация. Для DH4
радикала останется также 3 линии с
энергиями 2
(xy),
(1.23
- 1)
(xy),
(3.23
+ 2)
(xy).
где параметры 1
= 0.276
и 2
= 0.72,
Так как для DH4
радикала неспаренный электрон находится
на eu
орбиталях, содержащих только 1-4 центры,
спиновая плотность будет только на этих
центрах по
= ¼.
2. (300) Определить табличные значения поляризуемости 11 (самополяризуемость) и 12 для -системы пентадиенильного радикала.
Решение: Учитывая, что в радикалах есть орбитали, занятые одним электроном, общее выражение для поляризуемости имеет вид
![]()
Используя вид молекулярных орбиталей для пентадиенильного радикала, представленный в методическом пособии по курсу «Строение вещества», можно определить табличные значения поляризуемостей (в единицах –(1/))
![]()
3 . (400) По теории возмущений определить энергию и вид нижней по энергии молекулярной орбитали тетрацена.
Решение: Разрежем тетрацен на три четных -системы, каждая из которых содержит по 6 центров (бензол + 6 + бензол), как показано на рисунке. Орбитали бензола представлены в методичке. Найдем для центральной -системы нижнию по энергии орбиталь. Для этой ситемы по одному представлению (группы D2h) будут преобразовываться комбинации

Для
них детерминант имеет вид
,
корни которого
Нижняя
по энергии орбиталь имеет корень
(энергия E
=
+2).
Подставляя это значение в детерминант,
получим коэффициенты в линейной
комбинации, определяющей вид нижней
орбитали радикала
![]()
Таким
образом все три части имеют нижние
орбитали с одинаковой энергией, то есть
эти орбитали вырождены. Вводим возмущение
в виде связывания центров 3-4, 6-7, 12-13,
15-16 (напрмер, <3|V|3>
= ),
и решаем задачу теории возмущений для
вырожденного случая с детерминантом
Этот детерминант имеет корни E
= 0, 2
V,
где
Нижний
корень E
= 2
V
(V
– отрицателен, как и ).
Подставляя этот корень в детерминант,
получим соответствующую общую молекулярную
орбиталь
,
где первая и третья орбитали молекул
бензола, а вторая – орбиталь центральной
системы (найдена выше). Подставляя все
эти орбитали в общее выражение, получим

Энергия
нижней орбитали будет равна
![]()
4

Решение: Для определения МО используем симметрию. По одному представлению будут преобразовываться комбинации
![]()
По
другому представлению
![]()
Для
первого набора функций детерминант
имеет вид
для второго
.
Для первого детерминанта корни
для второго –
Анализ показывает, что неспаренный
электрон находится на вырожденных
орбиталях x
= 1 (E
= α
- ).
Подставляя это значение в первый
детерминант, находим коэффициенты и
вид первой орбитали неспаренного
электрона
Подставляя x = 1 во второй детерминант, получим
![]()
Считая заселенности этих орбиталей по ½, получим распределение спиновой плотности, которое имеет вид 1 = ¼, 2 = 3 =6 = 7 = 3/16.
5

Р

Р

