Квантовая химия в примерах

Квантовым уровнем называется каждая новая оболочка атома, построенная как следующий слой, состоящий из потенциальных ям, вокруг куба предыдущего уровня, за исключением 1-го, толщиной в один полупериод синусоидальной функции.

Количество потенциальных ям, в которых могут существовать электроны, расположенные на оболочке куба, определяется из выражения D`.

Если h=1, то

В случае, когда h> 1 и h – чётная переменная, тогда:

Если h> 1 и h – нечётная, то:

Исходя из преобразований, разобранных выше, возможно сформулировать физический закон, позволяющий определить зависимости между величинами h, D` и теми коэффициентами, которые входят в состав электронной конфигурации рассматриваемого в каждом отдельном случае химического элемента.

Таблица 2.1 Сводная таблица, подтверждающая применимость периодического закона Менделеева к исследуемой модели атома.

Основными характеристиками, с помощью которых можно восстановить периодическую систему Д. И. Менделеева, являются соотношения между столбцами 3, 4 и 5 таблицы 2.

Для чётных h> 3:

Для нечётных h> 4 и всех остальных h <4:

3. Моделирование кристаллических структур и молекул

В данном параграфе мы рассмотрим примеры химических соединений, состоящих из 2-х атомов. Квантовый уровень рассматриваемых частиц будет равен h=2. В периодической таблице Менделеева наименования исследуемых бозонов расположены во 2-м периоде, куда входят химические элементы, начиная от лития Li и заканчивая неоном Ne.

Обозначим в виде крестиков те потенциальные ямы, в которых будут находиться электроны (по одной частице на одну или несколько потенциальных ям). Пустые потенциальные ямы, участвующие в образовании химических связей между атомами, обозначим треугольниками. В центральную потенциальную яму атома (куба) помещается положительно заряженное ядро. Области синусоидальной функции, где крестики и треугольники будут объединяться друг с другом, обозначим звёздочками. На практике подобное совмещение обусловлено появлением химических связей, которые могут удерживать атомы кристалла или молекулы в равновесии.

На иллюстрации 3.1 продемонстрированы 2 бозона, расположенные отдельно друг от друга на изображении слева и объединённые в общую структуру – справа.