量子力学基础及化学键和分子间力地理论简述

《量子力学基础及化学键和分子间力地理论简述》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、实用标准文案量子力学基础及化学键和分子间力的理论简述一、量子力学：黑体辐射所谓黑体是指入射的电磁波全部被吸收，既没有反射，也没有透射(当然黑体仍然要向外辐射)。黑体辐射是指由理想放射物放射出来的辐射，在特定温度及特定波长放射最大量之辐射。斯蒂芬-玻尔兹曼定律R=σΤ^4，σ=5.67051×10^-8W·m^-2·K^-4R：发光度，维恩位移定律λmax=C/Tλmax，最大发光度波长C=2.898×10^-6m·K普朗克量子论物体中频率为v的谐振子的能量是不连续的，它的一最小值E的整数倍，E=hv,h=6.6260755×10^

2、-34J·s光电效应爱因斯坦光电学说:光照射到金属上，引起物质的电性质发生变化。这类光变致电的现象被人们统称为光电效应。光电效应说明了光具有粒子性。相对应的，光具有波动性最典型的例子就是光的干涉和衍射。P=mc=E/c=hv/c=h/λ氢原子光谱氢原子光谱是最简单的原子光谱。由A.埃斯特朗首先从氢放电管中获得，后来W.哈根斯和H.沃格耳等在拍摄恒星光谱中也发现了氢原子光谱线。到1885年已在可见光和近紫外光谱区发现了氢原子光谱的14条谱线，谱线强度和间隔都沿着短波方向递减。其中可见光区有4条，分别用Hα、Hβ、Hγ、Hδ表示，其波

3、长的粗略值分别为656.28纳米、486.13纳米、434.05纳米和410.17纳米。氢原子光谱是氢原子内的电子在不同能级跃迁时发射或吸收不同频率的光子形成的光谱。氢原子光谱为不连续的线光谱.电子衍射德布罗意假设(德布罗意关系式)：λ=h/p=h/(mv)波粒二象性微观粒子既具有粒子性，又具有波动性；在一些条件下表现粒子性，在一些条件下表现波动性。不确定性原理由德国物理学家海森堡（WernerHeisenberg）于1927年提出。本身为傅立叶变换导出的基本关系：若复函数f(x)与F(k)构成傅立叶变换对，且已由其幅度的平方归一

4、化（即f*(x)f(x)相当于x的概率密度；F*(k)F(k)/2π相当于k的概率密度，*表示复共轭），则无论f(x)的形式如何，x与k标准差的乘积ΔxΔk不会小于某个常数（该常数的具体形式与f(x)的形式有关）。在量子力学里，不确定性原理（Uncertaintyprinciple）表明，粒子的位置与动量不可同时被确定，位置的不确定性与动量的不确定性遵守不等式量子力学基本假定精彩文档实用标准文案（1）微观粒子系统的状态可以用波函数全面描述（2）微观粒子系统的每个可观察的力学量都对应着一个厄米算符（3）当在一定状态测量某力学F时，可

5、能有不同数值（4）微观粒子系统的运动方程由薛定谔方程描述量子力学基本方程薛定谔方程一维薛定谔方程三维薛定谔方程定态薛定谔方程单粒子薛定谔方程的数学表达形式这是一个二阶线性偏微分方程，ψ(x，y，z)是待求函数，它是x,y,z三个变量的复数函数（就是说函数值不一定是实数，也可能是虚数）。式子最左边的倒三角是拉普拉斯算符，意思是分别对ψ(x，y，z)的梯度求散度。谐振子的振动振动是粒子运动的另一种形式，谐振子（harmonicoscillator)的振动，也是最简单的理想振动模型。这里将把定态薛定谔方程应用于一维谐振子和三维谐振子系统

6、，求解得到其波函数和能量。泡利原理泡利不相容原理（Pauli’sexclusionprinciple）又称泡利原理、不相容原理，是微观粒子运动的基本规律之一。它指出：在费米子组成的系统中，不能有两个或两个以上的粒子处于完全相同的状态。在原子中完全确定一个电子的状态需要四个量子数，所以泡利不相容原理在原子中就表现为：不能有两个或两个以上的电子具有完全相同的四个量子数，这成为电子在核外排布形成周期性从而解释元素周期表的准则之一。二、化学键与分子间力的理论变分法变分法的关键定理是欧拉－拉格朗日方程。它对应于泛函的临界点。在寻找函数的极大

7、和极小值时，在一个解附近的微小变化的分析给出一阶的一个近似。它不能分辨是找到了最大值或者最小值（或者都不是）。拉格朗日方程则为，波恩—奥本海默近似处理原子分子轨道的，将原子的波函数看做核的波函数与电子波函数的乘积，由于核的质量远大于电子质量，近似的认为核不动，波函数不变，因此可以将原子的波函数看做电子的波函数来近似，这是处理原子分子物理的基本方法。精彩文档实用标准文案氢分子离子薛定谔方程的严格求解用线性变分法处理氢分子离子氢分子离子的能量和分子轨道氢分子离子的激发态分子轨道理论一种化学键理论，是原子轨道理论对分子的自然推广。其基本

8、观点是:物理上存在单个电子的自身行为，只受分子中的原子核和其他电子平均场的作用，以及泡利不相容原理的制约；数学上则企图将难解的多电子运动方程简化为单电子方程处理。因此，分子轨道理论是一种以单电子近似为基础的化学键理论。描写单电子行为的波函数称轨道（