Квантовая механика – теоретическая основа современной химии

Сентябрь 5, 2022

Главная
Химия
Квантовая механика – теоретическая основа современной химии

Содержание

2. Введение Особое историческое значение квантовой механики определяется тем, что она радикально преобразовала систему химического знания, подняла
3. Квантовая химия - это область современной химии, в которой принципы и понятия квантовой механики и статистической
4. Основные понятия и объекты химии Атом - наименьшая частица химического элемента, являющаяся носителем его свойств. Химический
5. Химическая связь - это та связь между атомами, которая приводит к образованию молекул
6. Два основных типа химических связей Ионная связь образуется за счет переноса электронов с одного атома на
7. Металлическая связь Она реализуется за счет большой концентрации в кристаллах свободных электронов («электронный газ»), которые удерживают
8. Основная задача квантовой химии Решение уравнение Шредингера и его релятивистского варианта (уравнение Дирака) для атомов и
9. Приближения, используемые в квантовой химии
10. Приближение Борна — Оппенгеймера движение электронов и движение ядер разделено (ядра движутся настолько медленно, что при
11. Одноэлектронное приближение считается, что движение электрона не зависит от движения других электронов системы. В связи с
12. Приближение МО ЛКАО в данном подходе волновая функция молекулы представляется как сумма атомных орбиталей с коэффициентами.
13. Межмолекулярное взаимодействие - это электромагнитное взаимодействие электронов и ядер одной молекулы с электронами и ядрами другой
14. Заключение В последние десятилетия квантовые подходы в химии позволили решить еще более сложные задачи, прежде всего
16. Скачать презентацию

Слайд 2

Введение
Особое историческое значение квантовой механики определяется тем, что она радикально преобразовала

систему химического знания, подняла эту систему с уровня эмпирического и полуэмпирического знания, какой она по существу была со времен Лавуазье, на теоретический уровень. Квантовая механика привела к созданию квантовой химии и таким образом выступила в качестве теоретического базиса современной химической картины мира.

Слайд 3

Квантовая химия
- это область современной химии, в которой принципы и понятия

квантовой механики и статистической физики применяются к изучению атомов, молекул и других химических объектов и процессов.

Слайд 4

Основные понятия и объекты химии
Атом
- наименьшая частица химического элемента, являющаяся носителем

его свойств. Химический элемент, в свою очередь, можно определить как вид атомов, характеризующийся определенной совокупностью свойств и обозначаемый определенным символом.

Молекула

- наименьшая частица вещества, обладающая его основными химическими свойствами

Слайд 5

Химическая связь
- это та связь между атомами, которая приводит к образованию

молекул

Слайд 6

Два основных типа химических связей
Ионная связь образуется за счет переноса электронов

с одного атома на другой и образования при этом положительных и отрицательных ионов, которые связываются друг с другом электростатически (например, NaCl).

Ковалентная связь образуется в результате обобществления электронов (обычно электронных пар) соседними атомами; иначе говоря, электроны верхнего слоя двух (и большего количества) атомов становятся общими для этих атомов (например, в молекулах Н2, О2, СО и др.).

Слайд 7

Металлическая связь
Она реализуется за счет большой концентрации в кристаллах свободных электронов

(«электронный газ»), которые удерживают положительные ионы на определенных расстояниях друг от друга, осуществляя коллективное взаимодействие атомов

Слайд 8

Основная задача квантовой химии
Решение уравнение Шредингера и его релятивистского варианта (уравнение Дирака)

для атомов и молекул. Уравнение Шредингера решается аналитически лишь для немногих систем (например, для моделей типа жёсткий ротатор(модель, описывающая линейные молекулы с постоянным межъядерным расстоянием. В такой модели уровни энергии зависят только от вращательного квантового числа.), гармонический осциллятор, одноэлектронная система). Реальные многоатомные системы содержат большое количество взаимодействующих электронов, а для таких систем не существует аналитического решения этих уравнений, и, по всей видимости, оно не будет найдено и в дальнейшем. По этой причине в квантовой химии приходится строить различные приближённые решения.

Слайд 9

Приближения, используемые в квантовой химии

Слайд 10

Приближение Борна — Оппенгеймера
движение электронов и движение ядер разделено (ядра движутся

настолько медленно, что при расчёте движения электронов ядра можно принять за неподвижные объекты). В связи с этим приближением существует так называемый эффект Яна-Теллера. Данное приближение позволяет представить волновую функцию системы как произведение волновой функции ядер и волновой функции электронов.

Слайд 11

Одноэлектронное приближение
считается, что движение электрона не зависит от движения других электронов

системы. В связи с этим в уравнения, используемые в квантовой химии вносятся поправки на взаимное отталкивание электронов. Это позволяет волновую функцию электронов представить в виде суммы волновых функций отдельных электронов.

Слайд 12

Приближение МО ЛКАО
в данном подходе волновая функция молекулы представляется как сумма

атомных орбиталей с коэффициентами.

Слайд 13

Межмолекулярное взаимодействие
- это электромагнитное взаимодействие электронов и ядер одной молекулы с

электронами и ядрами другой

Слайд 14

Заключение
В последние десятилетия квантовые подходы в химии позволили решить еще более

сложные задачи, прежде всего связанные с анализом систем, изменяющихся во времени (в ходе химических реакций, распада, поглощения и испускания света и др.).

Квантовая механика – теоретическая основа современной химии

Содержание

ВведениеОсобое историческое значение квантовой механики определяется тем, что она радикально преобразовала

Квантовая химия- это область современной химии, в которой принципы и понятия

Основные понятия и объекты химииАтом- наименьшая частица химического элемента, являющаяся носителем

Химическая связь- это та связь между атомами, которая приводит к образованию

Два основных типа химических связей Ионная связь образуется за счет переноса электронов

Металлическая связьОна реализуется за счет большой концентрации в кристаллах свободных электронов

Основная задача квантовой химииРешение уравнение Шредингера и его релятивистского варианта (уравнение Дирака)

Приближения, используемые в квантовой химии

Приближение Борна — Оппенгеймерадвижение электронов и движение ядер разделено (ядра движутся

Одноэлектронное приближениесчитается, что движение электрона не зависит от движения других электронов

Приближение МО ЛКАОв данном подходе волновая функция молекулы представляется как сумма

Межмолекулярное взаимодействие- это электромагнитное взаимодействие электронов и ядер одной молекулы с

Заключение В последние десятилетия квантовые подходы в химии позволили решить еще более

Похожие презентации