ФЭНДОМ


Ква́нтовая хи́мия находится на стыке химии и квантовой физики. Она занимается рассмотрением химических и физических свойств веществ на атомарном уровне.

Чёткое разделение квантовохимических и физических вопросов не всегда возможно, поскольку технически квантовая химия является адаптацией квантовой механики под химические нужды.

Общие сведения Править

Основной задачей квантовой химии является решение уравнения Шредингера и его релятивистского варианта (уравнение Дирака) для атомов и молекул. Уравнение Шредингера решается аналитически для простейших случаев: гармонический оссцилятор, одноэлектронная система. Молекулярные системы содержат большое количество взаимодействующих электронов. К сожалению, для таких систем не существует аналитического решения уравнения, и, по всей видимости, оно не будет найдено и в дальнейшем. По этой причине в квантовой химии приходится строить различные приближённые, обычно численные или получисленные решения. Из-за быстрого роста сложности поиска решений с ростом сложности системы и требований к точности расчёта, возможности квантовохимических расчётов сильно ограничиваются текущим развитием вычислительной техники. Решение уравнения Шредингера строится на уравнении Хартри-Фока-Рутана итерационным методом (SCF-self consistent field — самосходящееся поле) и состоит в нахождении вида волновой функции. Приближения, используемые в квантовой химии:
1. 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.
2. 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.
3. Приближение МОЛКАО (молекулярная орбиталь как сумма атомных орбиталей): в данном подходе волновая функция молекулы представляется как сумма атомных орбиталей с коэффициентами: Ψ(r)=c1ψ1+ c2ψ2+…+cnψn, где
Ψ(r) — волновая функция (а точнее — её электронная часть)
c1 — коэффициент при атомной орбитали
ψ1 — волновая функция атомной орбитали (получается при решении уравнения Шредингера для атома водорода — известно в точном виде). Решение задачи состоит в нахождении коэффициентов С. При учёте всех интегралов — так называемый метод Ab Initio — количество вычислений растёт пропорционально количеству электронов в 6-8 степени, при полуэмпирических методах — в 4-5 степени.

Строение атома Править

Образование химической связи и строение молекул и твёрдых тел Править

Физические, в том числе спектральные свойства атомов, молекул и твёрдых тел Править

Взаимодействие отдельных молекул, энергетические барьеры на пути трансформаций молекул Править

Литература Править

  • Абаренков И.В., Братцев В.Ф., Тулуб А.В. Начала кватновой химии. — М.: Высшая школа, 1989. — С. 303. — ISBN 5-06-000492-9
  • Степанов Н. Ф. Квантовая механика и квантовая химия. — М.: Мир, 2001. — С. 519. — ISBN 5-03-003414-5


Интернет-ресурсы по данной теме Править

Уфимское Квантово-Химическое Общество


Эта страница использует содержимое раздела Википедии на русском языке. Оригинальная статья находится по адресу: Квантовая химия. Список первоначальных авторов статьи можно посмотреть в истории правок. Эта статья так же, как и статья, размещённая в Википедии, доступна на условиях CC-BY-SA .


Обнаружено использование расширения AdBlock.


Викия — это свободный ресурс, который существует и развивается за счёт рекламы. Для блокирующих рекламу пользователей мы предоставляем модифицированную версию сайта.

Викия не будет доступна для последующих модификаций. Если вы желаете продолжать работать со страницей, то, пожалуйста, отключите расширение для блокировки рекламы.

Также на ФЭНДОМЕ

Случайная вики