Главная > Физика > Молекулы и кристаллы
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

4. Распространение на другие молекулы

Ограничиваясь качественной стороной вопроса, рассмотрим еще коротко результаты применения метода Гайтлера-Лондона к более сложным типам связи. Гомеополярная связь между двумя атомами всегда основана на обменном

взаимодействии между двумя электронами. Каждой валентности соответствует пара электронов, один из которых принадлежит одному из атомов, а второй — другому. Когда два таких валентных электрона имеют параллельные спины, взаимодействие приводит к отталкиванию атомов. Потенциальная кривая имеет вид, подобный на фиг. 1.

Когда спины антипараллельны, появляются силы притяжения. Потенциальная кривая имеет, как и на фиг. 1, явно выраженный минимум, соответствующий равновесному расстоянию между атомами.

Вообще, в каждом атоме часть электронов образует либо замкнутую оболочку с исчезающим суммарным моментом оболочки), либо пары электронов с равной нулю суммой спинов (например, два -электрона с одинаковым главным квантовым числом). Такие замкнутые оболочки, или пары создают силы отталкивания между атомами. Гомеополярная сила притяжения может возникнуть только в результате взаимодействия электронов, спины которых еще не насыщены в атоме. Поэтому два атома щелочных металлов с одним валентным электроном образуют молекулу, правда, не очень стабильную. Наоборот, между двумя атомами благородных газов, обладающих лишь замкнутыми электроннымг орбитами, действуют силы отталкивания.

Существование молекулы казалось бы, противоречит этому утверждению. Доказано, однако, что эта молекула никогда не образуется при соединении двух нормальных атомов, а только тогда, когда в результате электрического разряда имеются возбужденные атомы гелия. Возбуждение разрушает замкнутую оболочку, и в результате взаимодействия возбужденных электронов с электронами невозбужденного атома образуется (правда, очень слабое) химическое соединение.

Подобные "гомеополярные" силы действуют и в полярных молекулах. Например, в молекуле оба иона обладают электронной конфигурацией атомов благородных газов. Вследствие этого между ними действует гомеополярная сила отталкивания, которая при малом расстоянии между ионами превосходит полярную силу притяжения и препятствует дальнейшему сближению.

Все эти рассуждения о механизме гомеополярных связей имеют, конечно, лишь качественное значение. Они служат для беглого рассмотрения природы сил, действующих в молекулах. При более точных исследованиях они неприменимы даже для приближенных расчетов. Кроме того, во многих случаях невозможно различить, имеет ли место полярная связь, при которой каждый электрон принадлежит какому-либо одному ядру, или гомеополярная связь, когда одна или несколько пар электронов принадлежат одновременно обоим атомам.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление