37 Клаузиуса-Моссотти, можно определить ориентационную составляющую
общей поляризации:
Р ор
= (4π / 3) ·
N А
· (μ
с
2
/ 3
kT ),
а затем вычислить дипольный момент молекулы (см. Методические указания
к лабораторной работе № 3).
2.4. Ковалентная связь, метод валентных связей При описании молекул, составленных из однотипных атомов (
Н
2
, О
2
,
N
2
и т.д.), уже невозможно обойтись классическими представлениями
электростатики, здесь требуют применения квантово-механические модели
на основе уравнения Э. Шредингера для многоэлектронных систем.
Основное требование в данном случае состоит в определении вида волновой
функции, обеспечивающей энергетическое условие образования связи, а
именно: минимум энергии системы.
Если домножить обе части уравнения Шредингера
Ĥ Ψ =
Е ·Ψ
(см.
разд. 1.8) на функцию
Ψ
∗
и проинтегрировать это выражение по объему, то
можно получить выражение:
∫
v
Ψ
∗
·
Ĥ Ψ · dV =
Е · ∫
v
Ψ·Ψ
∗
·
dV .
Отсюда следует, что энергия молекулы будет равна:
Е = (∫
v
Ψ
∗
·
Ĥ Ψ ·
dV ) / (∫
v
Ψ·Ψ
∗
·
dV ).
Таким образом, задача сводится к нахождению вида
волновой
функции, который
бы давал при решении этого уравнения минимальное
значение энергии в соответствии с первым условием образования
химической связи (см. разд. 2.1). Поскольку решение уравнения Шредингера
в общем виде для многоатомных частиц является задачей весьма и весьма
сложной, а порою и вовсе неразрешимой, то используются некоторые
приближения. Выработано два основных подхода к нахождению
необходимого вида волновой функции, удовлетворяющего этому условию:
метод валентных связей (ВС) и метод молекулярных орбиталей (МО).
Метод валентных связей
основан на следующих положениях:
1.
Волновая функция электрона в молекуле не отличается от волновой
функции электрона в изолированном атоме (
А или
В ):
Ψ
a или
Ψ
b .
2.
Пространственное распределение вероятности определяется так
называемой линейной комбинацией атомных орбиталей – ЛКАО
(ВС):
Ψ =
с · [
Ψ a (A) ·
Ψ
b (B) +
Ψ
b (A) ·
Ψ
a (B)] .