Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
Wkażdymzestawieprzedstawionychponiżejstrukturrezonansowych,dodajzakrzy-
wionestrzałki,którezobrazująprzemieszczaniesięelektronówwstrukturzepolewej
stronie,takabyuzyskaćkolejnąstrukturęrezonansową.Wskażstrukturę,którama
największywkładdostrukturyhybrydy.Uzasadnijswójwybór:
(a)
(b)
(c)
CH3
H
NH2C
C
H
+
C
CH3
N
O
O
CH3
N
H
1.9MECHANIKAKWANTOWAISTRUKTURAATOMU
H
CH3C
NH2
+
C
H
C
CH3
N
+
O
O
+
–
CH3
N
H
–
ĆWICZENIE1.21
27
1.IMECHANIKAKWANTOWAISTRUKTURAATOMU
Teoriabudowyatomowejimolekularnejzostałarozwiniętaniezależnieiprawiejedno-
cześniew1926rokuprzeztrzyosoby:ErwinaSchrödingera,WerneraHeisenbergaiPaula
Diraca.Teoriata,zwanamechanikąfalowąSchrödingeraimechanikąkwantowąHei-
senbergastałasiępodstawą,zktórejczerpiemynaszewspółczesnerozumieniewiązania
chemicznegowcząsteczkach.Sercemmechanikikwantowejsąrównaniazwanefunkcjami
falowymi(oznaczonegreckąliterąpsi,ψ).
•Każdafunkcjafalowa(ψ)odpowiadainnemustanowienergetycznemuelektronu.
•Każdystanenergetycznyjestpodpoziomem,naktórymmożeprzebywaćjedenlub
dwaelektrony.
•Energięzwiązanązestanemenergetycznymelektronumożnaobliczyćzfunkcjifalowej.
•Względneprawdopodobieństwoznalezieniaelektronuwdanymobszarzeprzestrzeni
możebyćwyznaczonezfunkcjifalowej(rozdz.1.10).
•Rozwiązaniefunkcjifalowejmożemiećwynikdodatni,ujemnylubzerowy(rys.1.6).
•Znakfazowyrównaniafalowegowskazuje,czyrozwiązaniemawartośćdodatniąlub
ujemnądlaokreślonegopunktuwprzestrzeniwstosunkudojądraatomu.
Funkcjefalowe,niezależnieodtego,czydotycząfaldźwiękowych,falwodynajeziorzeczy
teżenergiielektronów,mająmożliwośćwzmacnianialubwygaszania(ang.constructive
interferenceorazdestructiveinterference).
•Wzmocnienie(ang.constructiveinterference)występujewtedy,gdyoddziałujązesobą
funkcjefaloweotymsamymznakufazy.Występujewtedyefektwzmacniającyiwzrasta
amplitudafunkcjifalowej.
•Wygaszanie(ang.destructiveinterference)występujewówczas,gdyoddziałujązesobą
funkcjefaloweoprzeciwnychznakachfaz.Występujewówczasefektsubtraktywny,
aamplitudafunkcjifalowejmaleje,lubsięzeruje(wynosizero)albonastępujezmiana
znaku.
RYS.1.6Falaporuszającasiępojeziorze
ψ
ψjest(+)
Węzeł
ψ=0
ψjest(-)
λ
a
ψjest(+)
ψjest(-)
poziom
Średni
jeziora
oglądanawzdłużprzekrojuprostopadłego
dopowierzchnijeziora.Dlatakiejfalifunkcja
falowa,ψ,jestdodatnia(+)dlagrzbietów
iujemna(–)wdolinachfali.Nauśrednionym
poziomiejeziorafunkcjamawartośćzero;
miejscatenazywanesąwęzłami.Wielkość
grzbietówidolintoamplitudafali(a).
Odległośćodgrzbietujednejfalidogrzbietu
następnejtodługośćfali(λlublambda)
