Κβαντική χημεία: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων
Περιεχόμενο που διαγράφηκε Περιεχόμενο που προστέθηκε
Χωρίς σύνοψη επεξεργασίας |
Χωρίς σύνοψη επεξεργασίας |
||
Γραμμή 9:
Μια εναλλακτική προσέγγιση ξεκίνησε να αναπτύσσεται το ίδιο έτος από τους [[Φρίντριχ Χουντ]] και [[Ρόμπερτ Σάντερσον Μούλικεν|Ρόμπερτ Μούλικεν]], στην οποία τα ηλεκτρόνια περιγράφονται από μαθηματικές συναρτήσεις ([[μοριακά τροχιακά]]) οι οποίες είναι απεντοπισμένες σε όλη την έκταση του μορίου. Κάθε μόριο αντιμετωπίζεται ως ξεχωριστή οντότητα ("ηνωμένο άτομο") αποτελούμενο από μοριακά τροχιακά στα οποία τοποθετούνται ένα–ένα τα [[ηλεκτρόνιο|ηλεκτρόνια]]. Κάθε ηλεκτρόνιο θεωρείται ότι κινείται στο [[ηλεκτρικό πεδίο]] το οποίο δημιουργείται λόγω της παρουσίας των πυρήνων των ατόμων και των υπολοίπων ηλεκτρονίων. Η αντιμετώπιση αυτή των μορίων έθεσε τα θεμέλια της [[Θεωρία μοριακών τροχιακών|θεωρίας των μοριακών τροχιακών]] (Molecular orbital theory ή MO theory). Η προσέγγιση αυτή είναι λιγότερο διαισθητική στους χημικούς, αλλά δεδομένου ότι συχνά αποδεικνύεται ικανότερη στην πρόβλεψη ιδιοτήτων από τη μέθοδο VB, είναι ουσιαστικά η κύρια υπολογιστική μέθοδος στην οποία βασίζεται μεγάλο μέρος των υπολογισμών οι οποίοι εκτελούνται σήμερα.
== Ηλεκτρονική Δομή ==
Η εύρεση της ηλεκτρονικής δομής ενός ατόμου ή μορίου έχει ως πρώτο βήμα την επιλογή της [[Χαμιλτονιανή|Χαμιλτονιανής]], δηλαδή του μαθηματικού εκείνου [[τελεστής|τελεστή]] ο οποίος περιγράφει τις δυνατές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των τμημάτων (ατομικών πυρήνων και ηλεκτρονίων) του υπό μελέτη ατόμου ή μορίου. Η μορφή της Χαμιλτονιανής η οποία χρησιμοποιείται συχνότερα είναι η ''ηλεκτροστατική Χαμιλτονιανή'', όπου ο τελεστής περιλαμβάνει όλες τις αλληλεπιδράσεις κατά Κουλόμπ (έλξεις και απώσεις) μεταξύ ηλεκτρονίων και ατομικών πυρήνων.
Το επόμενο βήμα συνίσταται στην επίλυση της [[εξίσωση Σρέντινγκερ|εξίσωσης του Σρέντινγκερ]] με τη χρήση της επιλεχθείσας Χαμιλτονιανής. Προηγουμένως, σχεδόν πάντοτε επιβάλλεται η [[προσέγγιση Μπορν-Οπενχάιμερ]] ή αλλιώς ''προσέγγιση των πακτωμένων πυρήνων'' η οποία έχει ως αποτέλεσμα την αποσύζευξη των κινήσεων των ηλεκτρονίων από τις κινήσεις των ατομικών πυρήνων. Λόγω της μεγάλης διαφοράς της πυρηνικής από την ηλεκτρονική [[μάζα]] κάθε ατόμου, αναμένεται ότι στη στιγμιαία κίνηση των ηλεκτρονίων οι πυρήνες θα κινούνται απείρως αργά, άρα θα παραμένουν ουσιαστικώς πακτωμένοι σε συγκεκριμένες θέσεις. Η εξίσωση Σρέντινγκερ επιλύεται για προκαθορισμένες θέσεις των ατόμων (προκαθορισμένη μοριακή γεωμετρία) και η υπολογισθείσα ενέργεια E ισούται με την ενέργεια πλήρους [[ιοντισμός|ιοντισμού]] του συστήματος σε ακίνητους ''γυμνούς'' πυρήνες και ηλεκτρόνια, σε άπειρη αναμεταξύ τους απόσταση.
Σαρώνοντας όλες τις δυνατές θέσεις στο χώρο των πυρηνικών συντεταγμένων, δηλαδή όλες εκείνες τις δυνατές γεωμετρίες τις οποίες μπορεί να λάβει το υπό εξέταση μόριο, αποκαλύπτεται μια [[υπερεπιφάνεια δυναμικής ενέργειας]] 3Ν–6 (ή 5) διαστάσεων (Ν = αριθμός ατόμων του μορίου). Υπό την επιρροή της δυναμικής αυτής ενέργειας (δηλαδή εντός της υπερεπιφάνειας αυτής), οι πυρήνες δονούνται και περιστρέφονται (οι μεταφορικοί βαθμοί ελευθερίας έχουν απαλειφθεί λόγω αναγωγής της κινήσεως του μορίου στην κίνηση του κέντρου μάζας του). Σε ένα [[διατομικό μόριο]] η υπερεπιφάνεια ανάγεται σε [[καμπύλη δυναμικής ενέργειας]], αφού υπάρχει μία μόνο ανεξάρτητη μεταβλητή (η διαπυρηνική απόσταση). Η ''γεωμετρία ισορροπίας του μορίου'' είναι εκείνη η γεωμετρία στην οποία το μόριο αποκτά την ελαχίστη ενέργεια. Όταν δεν εμφανίζεται ελάχιστο στην επιφάνεια, σημαίνει ότι το μοριακό σύστημα είναι ''μη δέσμιο''.
[[Category:Χημεία]]
| |||