- •Формула Больцмана – вывод (обоснование Планка)
- •Раздел 1: “Строение вещества и химическая связь”
- •1. Введение в квантовую механику. Модели простейших движений . Строение атома.
- •1.1.1. Вводные понятия. Квантование движений. Вещество и излучение. Характеристики излучения. Спектральные переходы.
- •1.1.2. Постулаты квантовой механики. Волновая функция. Операторы динамических переменных и операторные уравнения. Уравнение Шрёдингера. Принцип суперпозиции. Вычисление средних.
- •1.1.4. Атом водорода, водородоподобные ионы. Атомные орбитали. Квантование энергии, момента импульса и его проекций. Атомные квантовые числа.
- •1.1.6. Многоэлектронные атомы. Орбитали, микросостояния оболочки, атомные термы. Периодический закон и Периодическая Система.
- •1.2. Строение молекул. Химическая связь. Основы квантовой теории валентности.
- •1.2.3. Спин электрона. Спиновые функции. Двухэлектронный коллектив. Принцип Паули. Спиновые волновые функции двухэдектронного коллектива.
- •1. 2.4. Молекула h2. Свойства простейшей двухэлектронной ковалентной связи.
- •1.2. 5. Гомоядерные двухатомные молекулы. Орбитали и конфигурации двухцентровых симметричных ковалентных связей и свойства электронных оболочек.
- •1.2.6. Изоэлектронные ряды. Гетероядерные двухатомные молекулы. Орбитали двухцентровой асимметричной ковалентной связи.
- •1.2.7. Валентные состояния атома c и строение молекул углеводородов. Виды гибридизации атома c. Орбитали и связи.
- •1.2.8. Принцип максимального перекрывания и терия направленных валеностей. Стереохимия многоатомных молекул соединений непереходных элементы, теория лэп, основные геометрические структуры молекул.
- •1. 2. 9. Ионная связь.
- •1.2.10. Донорно-акцепторные связи. Строение комплексов. Координационная и дативная связи. Центр и лиганды. Разрыхляющие мо и обратное связывание.
- •1.2.11. Полярная связь. Симметрия и мо многоатомных молекул. Связи электронодефицитные и электроноизбыточные. Многоцентровые мо и делокализация электронов в неплоских молекулах.
- •1.2.12. Молекулярные диполи и силы Ван-Дер-Ваальса. Межмолекулярные взаимодействия (ориентационное, индукционное, дисперсионное). Водородная связь. Обзорная классификация химических связей.
- •1.3. Статистические расчёты
- •1.3.1. Термодинамическое равновесие в изохорно-изотермических условиях. Свободная энергия и термодинамические функции.
1. 2. 9. Ионная связь.
Ионные молекулы NaCl, LiF и т.д.. Потенциальная энергия притяжения и отталкивания ионов. Цикл Хабера - Борна. Расчет энергии ионной связи. Длины связей в ионных двухатомных молекулах, теоретические и опытные энергии ионной связи. Свойства и символ ионной связи.
1.2.10. Донорно-акцепторные связи. Строение комплексов. Координационная и дативная связи. Центр и лиганды. Разрыхляющие мо и обратное связывание.
Координационная связь и стрение карбонилов, цианидов и других соединений переходных элементов: [Ni(CO)4], [Fe(CO)5], [Cr(CO)6], [Ni(CN)4]2-, [PtCl4]2- и др.. Координационное число. Монодентатные, бидентатные и полидентатные лиганды. Дативная связь и механизм обратного связывания. ИК-спектры карбонилов и сравнение колебательных частот карбонильного лиганда и молекулы CO. Устойчивость комплексов, “правило 18 электронов" и строение "сэндвичей": Cr(C6H6)2, Fe(C5H5)2, Ru(C5H5)2, Ru[C6(CH3)6]2, Rh(C5H5)[C6(CF3)6]. Свойства и символ донорно-акцепторной связи.
1.2.11. Полярная связь. Симметрия и мо многоатомных молекул. Связи электронодефицитные и электроноизбыточные. Многоцентровые мо и делокализация электронов в неплоских молекулах.
Строение молекул и молекулярные орбитали в ряду гидридов: LiH, BeH2, BH3,СH4, NH3, H2O, HF. Символы полярной связи. Орбитали локализованных пар, качественное построение энергетических диаграмм МО. Делокализованные трехцентровые связи в других молекулах. Качественные представления о строении бороводородов, галогенидов элементов III группы и других мостиковых структур. Краткий обзор-перечень основных типов химической связи в молекулах.
Типы химической связи: ковалентная (гомеополярная), ковалентная (полярная), ионная (гетерополярная). Донорно-акцепторные связи: а) в соединениях s,p-элементов, b) в соединениях d-элементов. Связи координационные и дативные, обратное связывание. Металлическая связь. Водородные связи (межмолекулярные и внутримолекулярные).
ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ.
1.2.12. Молекулярные диполи и силы Ван-Дер-Ваальса. Межмолекулярные взаимодействия (ориентационное, индукционное, дисперсионное). Водородная связь. Обзорная классификация химических связей.
Дипольный момент молекулы и диэлектрическая проницаемость макроскопического образца. Ориентационное, индукционное и дисперсионное взаимодействие. Энергии межмолекулярных взаимодействий. Водородные связи и их классификация.
1.3. Статистические расчёты
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ.
1.3.1. Термодинамическое равновесие в изохорно-изотермических условиях. Свободная энергия и термодинамические функции.
Макросостояние и микросостояния. Термодинамическая вероятность и энтропия. Формула Больцмана (вывод по Планку) Канонический ансамбль. Уровни и состояния. Распределение Гиббса. Распределение по состояниям. Статистическая сумма и свободная энергия.
Система и подсистемы. Энергия и статистические суммы невзаимодействующих подсистем (аддитивность уровней и мультипликативность статсумм). Идеальный газ и распределение Больцмана. Квантование движений.
Атомно-молекулярные степени свободы и статистические суммы квантованных движений (колебательная, вращательная, поступательная, электронная, ядерная).
Учёт неразличимости, коррекция статистических сумм. Трансляционная статистическая сумма объёмного движения. Ротационная статистическая сумма и учёт симметрии.
Статистические суммы частиц и коллективов.
Уравнение состояния идеального газа,
Изобарный потенциал (энергия Гиббса),
Химический потенциал. Пробег реакции и учёт стандартных условий.
Вывод константы равновесия Kp.