|
Курс лекций
по
"Строительное материаловедение"
Квантово-механическое
рассмотрение
химической связи.
Ковалентная
связь
Если спины
электронов антипараллельны, то при сближении
атомов происходит уменьшение потенциальной
энергии системы и при
r=
r0
силы притяжения становятся
равными силам отталкивания, а энергия системы принимает свое
минимальное значение. При дальнейшем сближении атомов силы
отталкивания будут больше сил
притяжения и потенциальная энергия системы начинает
резко возрастать. Графическая зависимость потенциальной
энергии системы из двух атомов водорода от межъядерного
расстояния, называемая ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ
КРИВОЙ,
представлена на рис.2.
Таким образом, при сближении двух атомов водорода с электронами,
обладающими антипараллельными спинами,
на расстояние
r0
система
имеет минимальную энергию
и, следовательно, в этом
случае образуется устойчивая
химическая связь (рис.
2, а).
В случае, когда спины параллельны,
квантово-механические расчеты по уравнению
Шредингера показывают, что
потенциальная энергия
системы при любом
расстоянии между сближающимися
атомами больше, чем сумма энергий двух отдельных атомов и
образование химической связи
невозможно. Потенциальная кривая в
данном случае выглядит иначе (рис. 2, б).
В заключение отметим, что в рамках этой модели ядро
атома не закрепляется неподвижно в точке О, а постоянно
колеблется. В реальной же двухъядерной молекуле колеблются оба
ядра, достигая определенных предельных состояний. Молекулы все
время как бы растягиваются и
сжимаются. При этом го — среднее расстояние между
ядрами, а Еmin
— минимальная энергия молекулы с учетом
колебания ядер.
Рис 2. потенциальная кривая
|
