Резонанс

Содержание

Слайд 2

Базисный набор | 1 〉 | 2 〉 … | k

Базисный набор

| 1 〉 | 2 〉 … | k 〉

... | n 〉

собственные векторы оператора Гамильтона

| hk 〉 = | hk 〉° • exp(iωkt) где ωk = Еk / 

Слайд 3

Молекулярный ион водорода [ Н–Н ]+ (два неподвижных протона + движущийся электрон)

Молекулярный ион водорода

[ Н–Н ]+

(два неподвижных протона + движущийся электрон)

Слайд 4

К какому ядру (a или b) принадлежит электрон?

К какому ядру (a или b) принадлежит электрон?

Слайд 5

|Ca|2 = Рa — вероятность обнаружения электрона в окрестности ядра а

|Ca|2 = Рa — вероятность обнаружения электрона в окрестности ядра а
|Cb|2

= Рb — вероятность обнаружения электрона в окрестности ядра b

|Ca|2 + |Cb|2 = 1

Слайд 6

Произвольный вектор состояния, представленный в атомном базисе Собственные векторы оператора H

Произвольный вектор состояния, представленный в атомном базисе

Собственные векторы оператора H

Слайд 7

Слайд 8

Слайд 9

– hb = ha

– hb = ha

Слайд 10

hb = ha

hb = ha

Слайд 11

Сa = D1 ⋅ eiω1t + D2 ⋅ eiω2t Сb =

Сa = D1 ⋅ eiω1t + D2 ⋅ eiω2t

Сb = – D1 ⋅ eiω1t + D2 ⋅ eiω2t

Коэффициенты D1 и D2 зависят от начальных условий

Слайд 12

При t = 0 : Сa = 1, Сb = 0 D1 = D2 = 1/2

При t = 0 : Сa = 1, Сb = 0

D1 = D2 = 1/2
Слайд 13

Pa = (1/4) [ eiω1t + eiω2t ] ⋅ [ e–iω1t

Pa = (1/4) [ eiω1t + eiω2t ] ⋅ [

e–iω1t + e–iω2t ] =

Ра = | Ca |2

= (1/4) [ 1 + eiω1t ⋅ e–iω2t + eiω2t ⋅ e–iω1t + 1 ] =

= (1/4) [ 2 + ei(ω1 – ω2)t + e–i(ω1– ω2)t ] =

= (1/4) { 2 + 2 cos [ (ω1 – ω2)t ] } =

= (1/2) { 1 + cos [ (ω1 – ω2)t ] } = cos2 [ (ω1 – ω2)t /2 ]

Слайд 14

Pb = sin2 ( At /  ) ω = A

Pb = sin2 ( At /  )

ω = A

/ 

ω = A / 

Слайд 15

Слайд 16

Радиационное трение Из любого начального состояния система со временем переходит в стационарное состояние (за счет трения)

Радиационное трение

Из любого начального состояния система со временем переходит в стационарное

состояние
(за счет трения)
Слайд 17

Узловая поверхность Стационарные состояния Нет узлов

Узловая поверхность

Стационарные состояния

Нет узлов

Слайд 18

Корреляционная диаграмма Е H | h1 〉 = | a 〉

Корреляционная диаграмма

Е

H

| h1 〉 = | a 〉 – | b


| h2 〉 = | a 〉 + | b 〉

| a 〉

| b 〉

A

A

H + A

H – A

ΔЕ = +А

ΔЕ = –А

Ha + Hb+

Ha+ + Hb

[ Ha—Hb ]+

Слайд 19

Влияние расстояния между ядрами А = 〈 b | a 〉

Влияние расстояния между ядрами

А = 〈 b | a 〉

~

1 / R

E = H

R

E

H + H+

| h1 〉 = | a 〉 – | b 〉

| h2 〉 = | a 〉 + | b 〉

A

A

U(a↔b)

Слайд 20

Влияние расстояния между ядрами Силы отталкивания Силы притяжения

Влияние расстояния между ядрами

Силы отталкивания

Силы притяжения

Слайд 21

КМ-резонанс — механизм образования химических связей При сближении атомов возникают колебания

КМ-резонанс — механизм образования химических связей

При сближении атомов возникают колебания их

электронных облаков, сопровождающиеся переходами электронов от одного ядра к другому
За счет радиационного трения, уносящего избыток энергии, колебания затухают и система приходит в стационарное состояние, в котором каждый электрон принадлежит сразу всем атомам молекулы

Для того, чтобы обратить процесс и разделить молекулу на отдельные атомы, излученную порцию энергии необходимо вернуть (за счет внешнего источника излучения)

Слайд 22

Из-за влияния межъядерного расстояния ( R ) на потенциальную энергию взаимодействия

Из-за влияния межъядерного расстояния ( R ) на потенциальную энергию взаимодействия

ядер ( Uab ) всякая химическая связь имеет:
а) определенную ДЛИНУ ( R* )
б) определенную ПРОЧНОСТЬ ( Е* )

Всякому СВЯЗЫВАЮЩЕМУ состоянию, где действуют силы притяжения (конструктивная интерференция атомных волновых функций)
| h 〉 = | a 〉 + | b 〉
соответствует РАЗРЫХЛЯЮЩЕЕ состояние, где действуют силы отталкивания (деструктивная интерференция атомных волновых функций)
| h 〉* = | a 〉 – | b 〉

Слайд 23

Общий случай Рa = β2 + (α2 – β2) cos2 [

Общий случай

Рa = β2 + (α2 – β2) cos2 [ (A/)t

]
Рb = β2 + (α2 – β2) sin2 [ (A/)t ]
Слайд 24

Рa = β2 + (α2 – β2) cos2 [ (A/)t ]

Рa = β2 + (α2 – β2) cos2 [ (A/)t ]

= β2 = 1/2
Рb = β2 + (α2 – β2) sin2 [ (A/)t ] = β2 = 1/2

Начальное состояние — стационарное

Слайд 25

Несимметричные молекулы Собственные числа являются корнями характеристического уравнения: (Нaa – Е)

Несимметричные молекулы

Собственные числа являются корнями характеристического уравнения:
(Нaa – Е) ⋅

(Нbb – Е) – Нab ⋅ Нba = 0
которое после преобразования приобретет вид:
E 2 – (Haa + Hbb) ⋅ E + (Haa ⋅ Hbb – Нab ⋅ Нba) = 0
Слайд 26

Слайд 27

Е1 ≅ (1/2)[(Haa + Hbb) + (Нaa – Нbb) + 4HabHba/2(Нaa

Е1 ≅ (1/2)[(Haa + Hbb) + (Нaa – Нbb) + 4HabHba/2(Нaa

– Нbb)] =
= (1/2)[2Haa + 2A2/(Нaa – Нbb)] = Нaa + А2/(Нaa – Нbb)

Е2 ≅ Нbb – А2/(Нaa – Нbb)

Слайд 28

Энергетическая диаграмма

Энергетическая диаграмма

Слайд 29

| h2 〉 = Ca| a 〉 + Cb| b 〉

| h2 〉 = Ca| a 〉 + Cb| b 〉


[ Li — H ]+

| h1 〉 = Da| a 〉 – Db| b 〉

CLi < CH

DLi > DH

Слайд 30

+ΔE' –ΔE' –ΔE" +ΔE" Большой энергетический эффект Малый энергетический эффект Легко протекающие процессы Трудно протекающие процессы

+ΔE'

–ΔE'

–ΔE"

+ΔE"

Большой энергетический эффект

Малый энергетический эффект

Легко протекающие процессы

Трудно протекающие процессы

Слайд 31

Прочность молекулы уменьшается Самые прочные химические связи — гомоатомные

Прочность молекулы уменьшается

Самые прочные химические связи — гомоатомные

Слайд 32

Слайд 33

Н+ + –

Н+ +


Слайд 34

Эффекты сопряжения π-π-сопряжение

Эффекты сопряжения

π-π-сопряжение

Слайд 35

Слайд 36

Диссоциация по кислотному типу n-π-сопряжение Фенол — кислота

Диссоциация по кислотному типу

n-π-сопряжение

Фенол — кислота