Презентация Квантовая механика – теоретическая основа современной химии онлайн

Содержание слайда: Частное образовательное учреждение высшего образования «Восточно-Европейский институт» Презентация по дисциплине «Концепции современного естествознания» На тему: «Квантовая механика – теоретическая основа современной химии» Выполнила работу студентка 1 курса, группы ЗБУП-161 Перевозчикова С.А. Работу проверила: Самигуллина Г.З. Ижевск, 2016

Содержание слайда: Введение Особое историческое значение квантовой механики определяется тем, что она радикально преобразовала систему химического знания, подняла эту систему с уровня эмпирического и полуэмпирического знания, какой она по существу была со времен Лавуазье, на теоретический уровень. Квантовая механика привела к созданию квантовой химии и таким образом выступила в качестве теоретического базиса современной химической картины мира.

Содержание слайда: Квантовая химия - это область современной химии, в которой принципы и понятия квантовой механики и статистической физики применяются к изучению атомов, молекул и других химических объектов и процессов.

Содержание слайда: Основные понятия и объекты химии Атом

Содержание слайда: Химическая связь - это та связь между атомами, которая приводит к образованию молекул

Содержание слайда: Два основных типа химических связей  Ионная связь образуется за счет переноса электронов с одного атома на другой и образования при этом положительных и отрицательных ионов, которые связываются друг с другом электростатически (например, NaCl).

Содержание слайда: Металлическая связь Она реализуется за счет большой концентрации в кристаллах свободных электронов («электронный газ»), которые удерживают положительные ионы на определенных расстояниях друг от друга, осуществляя коллективное взаимодействие атомов

Содержание слайда: Основная задача квантовой химии Решение уравнение Шредингера и его релятивистского варианта (уравнение Дирака) для атомов и молекул. Уравнение Шредингера решается аналитически лишь для немногих систем (например, для моделей типа жёсткий ротатор(модель, описывающая линейные молекулы с постоянным межъядерным расстоянием. В такой модели уровни энергии зависят только от вращательного квантового числа.), гармонический осциллятор, одноэлектронная система). Реальные многоатомные системы содержат большое количество взаимодействующих электронов, а для таких систем не существует аналитического решения этих уравнений, и, по всей видимости, оно не будет найдено и в дальнейшем. По этой причине в квантовой химии приходится строить различные приближённые решения. 

Содержание слайда: Приближения, используемые в квантовой химии

Содержание слайда: 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.

Содержание слайда: 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.

Содержание слайда:  Приближение МО ЛКАО в данном подходе волновая функция молекулы представляется как сумма атомных орбиталей с коэффициентами.

Содержание слайда: Межмолекулярное взаимодействие - это электромагнитное взаимодействие электронов и ядер одной молекулы с электронами и ядрами другой

Содержание слайда: Заключение  В последние десятилетия квантовые подходы в химии позволили решить еще более сложные задачи, прежде всего связанные с анализом систем, изменяющихся во времени (в ходе химических реакций, распада, поглощения и испускания света и др.).

Содержание слайда: