Реферат: Уточнение простой теории МО ЛКАО. Базисная АО. Эффективный заряд-показатель экспоненты
Энергия равна , и получается выражение для двух уровней:
( 13 )
Цель всех расчётов дать читателю возможность осуществить компьютерно-графическое моделирование основных молекулярных характеристик.
Атомное и двуцентровые слагаемые молекулярного гамильтониана -
матричные элементы гамильтониана
а) диагональный элемент имеет вид суммы трёх слагаемых:
. ( 14 )
б) недиагональный элемент также распадается на три слагаемых. При этом Hba = Hab :
. (15 )
. ( 16 )
Вначале подойдём ко всем одноэлектронным молекулярным интегралам просто как к параметрам, не раскрывая их. Вычислим их в явном виде чуть далее.
Энергетические уровни и молекулярные интегралы
Выражение для энергии представим в симметричном виде, а именно:
а.е. (17 )
В этой формуле в числителе первой дроби представлены матричные элементы одноцентрового оператора . По своему виду он совпадает с электронным гамильтонианом водородоподобного атома (иона), но следует помнить, что такой оператор искусственно выделен лишь как одно из удобных слагаемых в молекулярном гамильтониане, и поэтому всё, что с ним связано, выделено просто соображениями математического и классификационного удобства.
Рассчитанные энергетические уровни МО этой простейшей одноэлектронной молекулы включают лишь те компоненты энергии, которые были учтены в гамильтониане, а именно: кинетическую энергию электрона, движущегося в поле обоих ядер, потенциальную энергию его электростатического (кулоновского) притяжения к обоим ядрам и потенциальную энергию взаимного кулоновского отталкивания ядер. Кинетическая энергия ядер в составленном нами гамильтониане отсутствует, и потому она не включена и в рассчитанные уровни
МО, которые в этом виде не совпадают с полной энергией системы в каждом из состояний. Отличие невелико (всего-навсего на величину энергии взаимных периодических движений ядер - колебаний ядерного остова молекулы), и всё же о нём не следует забывать. Для такого напоминания пригодно и само название. Поэтому полученные энергетические функции,
рассчитанные в приближении фиксированных ядер называют адиабатическими потенциалами. Устойчивым состояниям молекул отвечают лишь такие адиабатические потенциалы, у которых имеются один или несколько минимумов. Они-то и представляют интерес в первую очередь.
Согласно теоретической модели метода МО ЛКАО уровни (адиабатические потенциалы) выражены с помощью нескольких одноэлектронных молекулярных интегралов:
1)
2) - интеграл перекрывания
3) - кулоновский интеграл
4) - обменный интеграл (18)
-энергия электростатического отталкивания ядер
Нормированные молекулярные орбитали имеют вид:
. (19 )
( =1 )
. (20 )