Giáo trinh nhập môn hóa lượng tử P3

Đến nay người ta quan niệm phân tử như là một hệ gồm một số giới hạn các hạt nhân nguyên tử và các electron được phân bố theo một quy luật xác định trong không gian tạo thành một cấu trúc bền vững.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trinh nhập môn hóa lượng tử P3Chương 3. Áp dụng cơ học lượng tử vàocấu tạo phân tử Lâm Ngọc Thiềm Lê Kim Long Giáo trình nhập môn hóa lượng tử NXB Đại học quốc gia Hà Nội 2006.Từ khoá: Phân tử, cấu tạo phân tử, MO, HMO, VB.Tài liệu trong Thư viện điện tử ĐH Khoa học Tự nhiên có thể được sử dụng cho mụcđích học tập và nghiên cứu cá nhân. Nghiêm cấm mọi hình thức sao chép, in ấn phụcvụ các mục đích khác nếu không được sự chấp thuận của nhà xuất bản và tác giả.Mục lục Chương 3 ÁP DỤNG CƠ HỌC LƯỢNG TỬ VÀO CẤU TẠO PHÂN TỬ ................................ 2 3.1 Lí thuyết tóm lược .................................................................................................................... 2 3.1.1 Khái quát chung ................................................................................................................ 2 3.1.2 Phương pháp liên kết hoá trị (VB - Valence Bond)......................................................... 3 3.1.3 Phương pháp obitan phân tử (MO-Molecular Orbital) ..................................................... 5 3.1.4 Phương pháp HMO (Hỹckel’s Molecular Orbital) ........................................................... 6 3.1.5 Sơ đồ MO (π)..................................................................................................................... 7 3.2 Bài tập áp dụng ........................................................................................................................ 8 3.3 Bài tập chưa có lời giải ........................................................................................................... 71 2Chương 3ÁP DỤNG CƠ HỌC LƯỢNG TỬ VÀO CẤU TẠOPHÂN TỬ3.1 Lí thuyết tóm lược3.1.1 Khái quát chung Đến nay người ta quan niệm phân tử như là một hệ gồm một số giới hạn các hạt nhânnguyên tử và các electron được phân bố theo một quy luật xác định trong không gian tạothành một cấu trúc bền vững. Về nguyên tắc, khi khảo sát phân tử ta phải giải phương trình sóng: H ψ = Eψ ˆ để xác định hàm sóng ψ mô tả các trạng thái của phân tử và các trị riêng năng lượng Etương ứng. Do phân tử là hệ phức tạp nên bài toán phải giải bằng phương pháp gần đúng. Toán tử Hamilton có dạng: ˆ H = Te + Tn + Uee + Uen + Unn ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ Do hạt nhân nặng hơn electron hàng vạn lần nên động năng của hạt nhân Tn có thể bỏ ˆqua và tương tác đẩy giữa các hạt nhân Unn là hằng số. Vậy thực tế: ˆ H = Te + Uen + Uee ˆ ˆ ˆ ˆ 2 N Te = – ˆ 2m i ∑ ∇2 i - Động năng của electron. N ZAe2 Uen = ∑ ˆ ∑ - Thế năng tương tác giữa hạt nhân và electron. i A rAi N N Ze2 ˆ Uee = ∑∑ rij - Thế năng tương tác giữa các electron với nhau i j< i 2 3 ˆ Gần đúng Born-Oppenheimer chỉ tính đến Te và Uen ˆ ˆ/ ˆ H = Te + Uen ˆ ˆ Gần đúng Hartree-Fock. Do bỏ qua Uen đã dẫn đến kết quả quá xa với thực tế nên Hartree ˆđã trung bình hoá thành phần Uen với hàm sóng ở dạng: n ψ = Π ψi i Để phù hợp với nguyên lí Pauli, hàm sóng phải là phản đối xứng nên Fock đã viết hàmsóng dưới dạng định thức Slater: Ψ = (N!)–1/2⏐ψiσi⏐ Đối với phân tử, Roothaan đã chọn hàm sóng dưới dạng tổ hợp tuyến tính MO- LCAO(Molecular Orbital - Linear Combination of Atomic Orbitals). n ψ= ∑ ciφi i Để xác định hàm sóng ψ và năng lượng E cho hệ phân tử người ta thường sử dụngphương pháp biến phân: E= ∫ ψHψ dτ ˆ ...