Презентация на тему: Теория строения вещества Лекция 1 Основные приближения квантовой химии

Теория строения вещества Лекция 1 Основные приближения квантовой химии
Зачем нужна квантовая химия?
Математическая модель
Одноэлектронное приближение
Приближение базисных наборов
Приближение независимых электронов
Вариационный принцип
Теория возмущений
Приближение самосогласованного поля Хартри-Фока
Квантовая химия: от атомов к молекулам
Приближение Борна-Оппенгеймера
Приближение МО ЛКАО
Теория функционала плотности ( DFT)
Симметрия в квантовой химии
Диаграмма МО молекулы воды
Теория строения вещества Лекция 1 Основные приближения квантовой химии
1/16
Средняя оценка: 4.6/5 (всего оценок: 94)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (603 Кб)
1

Первый слайд презентации

Теория строения вещества Лекция 1 Основные приближения квантовой химии. Симметрия в квантовой химии. Диаграммы молекулярных орбиталей.

Изображение слайда
2

Слайд 2: Зачем нужна квантовая химия?

Без нее нельзя объяснить образование химической связи Л. Полинг, Д. Слейтер, 1930-е годы Г. Льюис, 1912-1916 гг. Орбитали – математические функции

Изображение слайда
3

Слайд 3: Математическая модель

Уравнение Шредингера Может быть решено точно только для атома водорода и молекулы H 2 + Оператор – средство извлечения информации Проблема трех тел Волновая функция – содержит всю информацию о химической системе

Изображение слайда
4

Слайд 4: Одноэлектронное приближение

Преимущество : теперь задача может быть решена «точно» и можно использовать результаты решения для атома водорода. Недостаток : Игнорируется электронная корреляция.  { i }

Изображение слайда
5

Слайд 5: Приближение базисных наборов

Число атомных орбиталей бесконечно – мы ограничиваем его. Минимальный базисный набор (OST- nG ; OST-3G) – простейший – орбитали имеют фиксированный размер. Валентно-расщепленный базисный набор (X-YZG; 3-21G) – размер орбиталей может меняться. Поляризационный базисный набор (X-YZG** ; 3-21G**) – обеспечивает угловое искажение орбиталей. Дополненный диффузными функциями базисный набор (X-YZ++G ; 3-21++G ) – может описывать невалентные взаимодействия.

Изображение слайда
6

Слайд 6: Приближение независимых электронов

 { i }  =  1  2 …  n Недостаток : не учитывает принцип Паули.

Изображение слайда
7

Слайд 7: Вариационный принцип

 1  E 1  2  E 2 E 1 > E 2 > E exp  1 или  2 ? В. Колос, Л. Вольниевич, 1964 Расчет молекулы H 2

Изображение слайда
8

Слайд 8: Теория возмущений

Рассматривают только основные взаимодействия в системе и пренебрегают слабыми взаимодействиями. Получив решение для такой упрощенной системы, затем рассматривают более слабые взаимодействия как «возмущение» системы и получают уточненное решение. Примеры : электрон-электронные взаимодействия о бмен кинетической энергией между электронами и ядрами Ван-дер- Ваальсовы взаимодействия

Изображение слайда
9

Слайд 9: Приближение самосогласованного поля Хартри-Фока

 1, E 1  2, E 2  n, E n … … Кроме электростатических взаимодействий между ядрами и электронами появляются обменные взаимодействия – следствие принципа Паули

Изображение слайда
10

Слайд 10: Квантовая химия: от атомов к молекулам

циклопропенилий трифенилциклопропенилий Р. Фейнман

Изображение слайда
11

Слайд 11: Приближение Борна-Оппенгеймера

Электрон «не замечает» движения ядер Нет обмена энергией между движением ядер и электронов Ядра и электроны двигаются независимо Вибронные взаимодействия отсутствуют Адиабатическое приближение Вибронные взаимодействия малы, но не отсутствуют Когда вибронные взаимодействия велики и что из этого следует ? Теорема Яна- Теллера Любая нелинейная молекула, содержащая одинаковые наинизшие по энергии (вырожденные) электронные состояния будет геометрически искажаться, чтобы снять вырождение.

Изображение слайда
12

Слайд 12: Приближение МО ЛКАО

Атомы сохраняются в молекулах Молекулу можно разбить на области, принадлежащие отдельным атомам Зонная структура натрия Обменные взаимодействия!

Изображение слайда
13

Слайд 13: Теория функционала плотности ( DFT)

 (x 1,x 2,…)  ( x,y,z ) Взаимодействия  ядра-электроны + электрон-электронные + обменные

Изображение слайда
14

Слайд 14: Симметрия в квантовой химии

Неприводимые представления группы симметрии Разложение приводимого представления на неприводимые: Приводимое представление  = A 1 + A 2 = (2 2 0 0) x ( A 1 ) = ¼(1  2 + 1  2 + 1  0 + 1  0) = 1

Изображение слайда
15

Слайд 15: Диаграмма МО молекулы воды

Атом кислорода: s - орбиталь – a 1 p x, p y, p z = a 1 + b 1 + b 2 Атом ы водорода:  = (2 0 2 0) = a 1 + b 1 a 1 b 1 b 2 a 1 b 1 a 1 Взаимодействуют орбитали б лизкие по энергии о динаковые по симметрии

Изображение слайда
16

Последний слайд презентации: Теория строения вещества Лекция 1 Основные приближения квантовой химии

Спасибо за внимание

Изображение слайда