Atom i cząsteczka

Włodzimierz Kołos, Joanna Sadlej

Uzyskaj dostęp

Zakup książkę

ISBN/ISSN:

978-83-204-3327-2

DOI:

Wydawnictwo:

Wydawnictwo WNT

Rok wydania:

2007

Liczba stron:

440

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Bibliografia:

Kołos, Włodzimierz; Sadlej, Joanna. Atom i cząsteczka. Red. . Warszawa: Wydawnictwo WNT, 2007, 440 s. ISBN 978-83-204-3327-2

Bibliografia refWorks:

RT Book, Whole

SR Electronic(1)

A1 Kołos, W.

A1 Sadlej, J.

T1 Atom i cząsteczka

PB Wydawnictwo WNT

PP Warszawa

YR 2007

SN 978-83-204-3327-2

Bibliografia BibTex:

@Book{ 38274, author = "Kołos, Włodzimierz and Sadlej, Joanna", editor = "", title = "Atom i cząsteczka", publisher = "Wydawnictwo WNT", year = "2007", address = "Warszawa", isbn = "978-83-204-3327-2" }

Bibliografia endNote:

TY - BOOK

AU - Kołos, Włodzimierz

AU - Sadlej, Joanna

ED -

TI - Atom i cząsteczka

PB - Wydawnictwo WNT

CY - Warszawa

PY - 2007

SN - 978-83-204-3327-2

ER -

Netografia (standard APA):

Kołos, Włodzimierz; Sadlej, Joanna. Atom i cząsteczka [baza danych online] Warszawa: Wydawnictwo WNT, 2007 [dostęp: 23 07 2024]. Dostęp w Ibuk Libra: https://libra.ibuk.pl/reader/atom-i-czasteczka-wlodzimierz-kolos-joanna-38274.

chemia, chemia kwantowa, mechanika kwantowa, spektroskopia

W książce przedstawiono elementy fizyczne podstaw mechaniki kwantowej, teorie atomu wodoru oraz atomu wieloelektronowego. Wnikliwie omówiono zagadnienia dotyczące cząsteczek, uwzględniając ich udział w reakcjach chemicznych. W drugim wydaniu położ...

Więcej

ISBN/ISSN:

978-83-204-3327-2

DOI:

Wydawnictwo:

Wydawnictwo WNT

Rok wydania:

2007

Liczba stron:

440

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Przedmowa do wydania drugiego9
Przedmowa do wydania pierwszego11
Wstęp15
1. Od klasycznej fizyki do kwantowej teorii materii21
1.1. Doświadczalne podstawy teorii kwantów21
1.1.1. Atomistyczna struktura materii21
1.1.2. Powstanie teorii kwantów23
1.1.3. Sukcesy i niepowodzenia teorii Bohra25
1.1.4. Hipoteza de Broglie?a30
1.2. Podstawowe pojęcia mechaniki kwantowej33
1.2.1. Zasada nieoznaczoności Heisenberga33
1.2.2. Funkcja falowa36
1.2.3. Równanie Schrödingera39
2. Podstawy teorii układów jedno- i wieloelektronowych43
2.1. Atom wodoru i jony wodoropodobne atomów43
2.1.1. Równanie Schrödingera dla atomu wodoru43
2.1.2. Liczby kwantowe dla atomu wodoru. Poziomy energii i widmo emisyjne atomu wodoru48
2.1.3. Funkcje falowe dla atomu wodoru52
2.1.4. Geometryczne właściwości orbitali wodoropodobnych56
2.2. Metoda wariacyjna63
2.2.1. Zasada wariacyjna63
2.2.2. Metoda Ritza65
2.3. Spin69
2.3.1. Pojęcie spinu69
2.3.2. Multipletowość układu wieloelektronowego72
2.4. Nierozróżnialność cząstek74
2.4.1. Zasada nierozróżnialności jednakowych cząstek74
2.5. Przybliżenie jednoelektronowe77
2.4.2. Fermiony i bozony77
2.5.1. Pojęcie spinorbitalu77
2.5.2. Zakaz Pauliego. Funkcja wieloelektronowa78
2.6. Energie orbitalne81
2.7. Metoda pola samouzgodnionego84
2.7.1. Równania Hartree'ego-Focka84
2.7.2. Przybliżenie analityczne92
3. Atom wieloelektronowy98
3.1. Konfiguracje elektronowe atomów wieloelektronowych98
3.1.1. Pojęcie konfiguracji elektronowej zamknięto i otwartopowłokowej98
3.1.2. Reguła Hunda103
3.2. Stany energetyczne atomów wieloelektronowych105
3.2.1. Definicja termu atomowego105
3.2.2. Stan atomu wieloelektronowego. Struktura subtelna widma emisyjnego106
3.2.3. Reguły wyboru dla przejść optycznych112
3.2.4. Wyznaczanie termów112
3.2.5. Efekt pola magnetycznego119
3.3. Korelacja elektronów w atomach120
3.3.1. Pojęcie korelacji elektronów120
3.3.2. Metoda oddziaływania konfiguracji124
3.3.3. Inne metody uwzględniania korelacji elektronów129
3.3.4. Metoda funkcjonałów gęstości133
4. Cząsteczka136
4.1. Rozdzielenie ruchu jąder i elektronów w cząsteczkach136
4.1.1. Przybliżenie adiabatyczne i Borna?Oppenheimera136
4.1.2. Rozdzielenie rotacji i oscylacji146
4.1.3. Widmo rotacyjne cząsteczek dwuatomowych148
4.1.4. Widmo oscylacyjne cząsteczek dwuatomowych151
4.1.5. Przybliżone wartości własne całkowitego hamiltonianu. Podstawy spektroskopii molekularnej157
4.2. Elementy teorii grup punktowych160
4.2.1. Pojecie grupy, klasy i reprezentacji161
4.2.2. Oznaczenia stosowane w teorii punktowych grup symetrii170
4.2.3. Teoria grup i mechanika kwantowa173
4.2.4. Przykłady zastosowania teorii grup178
4.3. Jon H2+184
4.4. Ogólne sformułowanie metody orbitali molekularnych192
4.4.1. Równania podstawowe192
4.4.2. Bazy orbitali atomowych198
4.4.3. Symetria orbitali molekularnych203
4.4.4. Gęstości elektronowe206
4.4.5. Model orbitalny a schemat pobudzeń elektronowych209
4.5. Energia korelacji elektronów w cząsteczkach214
4.6. Zastosowanie metody orbitali molekularnych do dwuatomowych cząsteczek homojądrowych222
4.6.1. Prosty opis molekularny222
4.6.2. Poziomy energii w ramach prostego opisu orbitali molekularnych227
4.6.3. Zasada budowania konfiguracji elektronowych229
4.6.4. Symbole termów molekularnych. Widmo elektronowe cząsteczek homojądrowych237
4.6.5. Obliczenia ab initio dla cząsteczki azotu247
4.7. Zastosowanie metody orbitali molekularnych do prostych cząsteczek heterojądrowych249
4.7.1. Prosty opis molekularny249
4.7.2. Zasada budowania konfiguracji elektronowych256
4.7.3. Obliczenia ab initio dla cząsteczki CO261
4.8. Cząsteczki wieloatomowe i kierunkowość wiązań chemicznych263
4.8.1. Prosty opis wybranych cząsteczek metodą orbitali molekularnych263
4.8.2. Zlokalizowane orbitale molekularne274
4.8.3. Hybrydyzacja orbitali atomowych277
4.8.4. Hybrydyzacja orbitali atomu węgla285
4.8.5. Przewidywanie struktury geometrycznej prostych cząsteczek293
4.8.6. Wyniki obliczeń ab initio dla wybranych cząsteczek295
4.9. Metody półempiryczne chemii kwantowej299
4.9.1. Uwagi o metodach półempirycznych299
4.9.2. Ogólna klasyfikacja metod półempirycznych w przybliżeniu powłok walencyjnych300
4.9.3. Parametryzacja metod typu ZDO302
4.9.4. Przybliżenie n-elektronowe. Metoda Hückla307
4.10. Cząsteczki mające sprzężone wiązania podwójne311
4.10.1. Wiązania w związkach węgla311
4.10.2. Cząsteczka benzenu - opis za pomocą metody orbitali molekularnych i metody wiązań walencyjnych313
4.10.3. Metoda Hückla dla prostych węglowodorów316
4.10.4. Węglowodory naprzemienne i nienaprzemienne321
4.10.5. Cząsteczki heterocykliczne324
4.10.6. Przykład obliczeń ab initio dla cząsteczki uracylu326
4.11. Związki kompleksowe jednordzeniowe330
4.11.1. Teoria pola krystalicznego331
4.11.2. Teoria pola ligandów341
4.11.3. Wiązania w kompleksach353
5. Reaktywność cząsteczek i teoria reakcji chemicznych356
5.1. Teoria stanu przejściowego356
5.2. Molekularne potencjały elektrostatyczne369
5.3. Statyczne indeksy reaktywności dla cząsteczek n-elektronowych371
5.4. Zachowanie symetrii orbitalnej.Reguły Woodwarda-Hoffmanna380
6. Uzupełnienia393
6.1. Jednostki393
6.2. Operatory, funkcje własne i ich właściwości395
6.3. Układy dwuelektronowe404
6.4. Wyprowadzenie równań Hartree'ego-Focka409
6.5. Orbitale Slatera418
6.6. Rachunek zaburzeń420
6.7. Tabele charakterów426
Skorowidz rzeczowy432

Wstęp

Ponad50-letniahistoriarozwojuchemiikwantowejtoprzede

wszystkimhistoriazmagańzrównaniemSchrödingera,historiawielu

bardziejlubmniejskutecznychpróbuzyskiwaniaprzybliżonychroz-

wiązańdlaukładówzawierającychwięcejniżjedenelektron.Zkolei

jesttorównieżhistoriaposzukiwańpomostumiędzyfizykąichemią,

poszukiwańzwiązkówmiędzydynamikąukładówwielująderiwielu

elektronów,opisanąmechanikąkwantową,apodstawowymiprocesami

chemicznymi.

Wspomnianetrudnościmatematyczneprzezdługiczashamowały

rozwójchemiikwantowej.Wkwantowychteoriachzjawiskchemicz-

nychopracowywanychdolatpięćdziesiątychub.w.wprowadzano

bowiemdrastyczneprzybliżenia,przyczymnajczęściejograniczały

sięonedojakościowegowyjaśnianiawłaściwościcząsteczekiich

zachowaniasięwróżnychwarunkach.

Niezwykleszybkirozwójchemiikwantowejdatujesiędopierood

pojawieniasiękomputerów,akażdakolejnaichgeneracjaotwiera

przedchemiąkwantowąnowemożliwości.Dlamałychcząsteczek

możemyjużdziśuzyskiwaćwynikiteoretycznezdokładnościąnaj-

precyzyjniejszychpomiarów.Równieżwprzewidywaniuwłaściwości

większychcząsteczekteoriamożeniejednokrotniewspółzawodniczyć

zdoświadczeniem,aprzybliżonewynikiteoretycznemożnauzyski-

waćnawetdlaukładówskładającychsięzkilkusetatomów.

Imwiększajestcząsteczka,tymbardziejprzybliżonesąwyniki

uzyskiwanemetodamichemiikwantowej.Niemniejjednakmożna

zaryzykowaćtwierdzenie,żeniemaobecnietakdużejcząsteczki,by

niemożnabyłootrzymaćdlaniejnawetbardzoprzybliżonychwyni-

kówteoretycznych.Dziękitemu,korzystajączsuperkomputerówczy

stacjiroboczychdużejmocy,nawielkąskalęprowadzisięobecnie

kwantowo-chemicznebadaniacząsteczek,anawetmakrocząsteczek

oznaczeniubiologicznym,takichjakkwasynukleinowe,białka,enzy-

my,hormony.Metodybadawczechemiikwantowejwkraczająnie

tylkodoinnychdziedzinnauki,np.dofarmakologii,onkologii,lecz

takżedoprzemysłu.Jakoprzykładmożnawymienićbadania,wktó-

rychprzybliżonemetodychemiikwantowejstosujesiędopoznania

zjawiskzachodzącychnapowierzchnikatalizatora.

Innyjestcelwykonywaniawchemiikwantowejobliczeńbardzo

dokładnych,ainny–przybliżonych.Wobuprzypadkachbadanesą

zwyklewłaściwościcząsteczeklubichzespołów.Jednakwynikido-

Brak wyników

Atom i cząsteczka

Treść książki

Znajdź bibliotekę blisko siebie, i uzyskaj dostęp do ebooka w systemie IBUK Libra