Кванттык химия

Wikipedia дан

Кванттык химия – хим. реакциялар, бирикмелер түзүлүшүн, касиеттерин, алардын бири-бири менен болгон аракеттерин жана айланууларын кванттык механиканын көз караштары жана анын ыкмаларынын негизинде кароочу хим-нын теориялык бөлүгү. Убакытка көз каранды эмес эркин же сырткы талаада орун алган атомдор, мол-ды жана андан татаалыраак системаларды кванттык-хим. адатта, Шрёдингер стационардык теңдемесин Нy = Ey чыгаруудан башталат. Мында E жана y-толук энергия жана системанын толкундук функциялары; H- системага кирүүчү ядролор, электрондор кинетикалык жана потенциалдык энергияларынын операторлору суммасын көрсөтүүчү Гамильтон оператору. Кинетикалык энергиянын оператору:, мында: i-электронду номерлөөчү, индекс a-ядро, mi: жана ma-электрон жана ядро массалары, h- Планк турактуулугу. Декарт координаттарында жана Da i электрон жана a ядро координаталарында экинчи өздүк туундуларынын суммасын көрсөтөт, мис., . Потенциалдык энергиянын оператору, жуп электрондор ортосундагы аралыгына жана бөлүкчөлөр сырткы талаа менен аракеттешүүлөрүнүн операторлоруна көз каранды болгон бөлүкчөлөр кулондук аракеттешүүсүнүн операторлорунун суммасына барабар. Толкундук функцияны жана мол-лык системанын энергиясын, адатта, вариациялык же козголуу теориясынын методдору жардамы менен аныктайт. Мындай эсептөөлөр көп эмгекти талап кылгандыктан, объектин татаалдыгына, изилдөөнүн максатына жараша эмпирикалык эмес же андан да жөнөкөй жарым эмпирикалык эсептөө методдору колдонулат. Эмпирикалык эмес методдо системадагы ядролор жана электрондор сандары, о. эле ядролор заряддары жана фундаменталдык турактуулардын маанилери берилет. Жарым эмпирикалык методдо, кошумча түрүндө, эсептөөгө кирүүчү айрым чоңдуктар маанилери тажрыйбадан алынат. Бул учурда эсептелүүчү чоңдуктар, мис., эталон түрүндө алынган мол-нын энергиясы тажрыйбалык маанилер менен дал келиши керек. Мол-нын электрондук түзүлүшүнүн анализи, хим. байланыштын ар кандай түрлөрүн, классикалык хим. түзүлүш теориясынын жана хим. кинетиканын көпчүлүк түшүнүктөрүн талкуулоого мүмкүндүк берди. Эсептик кванттык хим. ядролор ортосундагы аралыктар, валенттик бурчтар, хим. байланыштар энергиясы, ички айлануулар тоскоолдуктары жана ар түрдүү конформациялар ортосундагы өтүүлөр тоскоолдуктары, эң жөнөкөй хим. реакциялар активдештирүү энергиялары сыяктуу мол-лар маанилүү мүнөздөмөлөрүн, о. эле тажрыйбада кыйынчылык менен аныкталуучу же аныктоого мүмкүн болбогон (мис., дүүлүккөн абалдагы мол-лар энергиялары жана геометриялык параметрлери, кванттык өтүүлөр ыктымалдуулугу ж.б.) чоңдуктарын жогорку тактыкта эсептөөгө мүмкүндүк берет. Кванттык хим-нын негизинде мол-нын электрондук спектрлеринин жутулушу жана люминесценция теориялары, фотоэлектрондук жана рентгенэлектрондук спектрлер теориялары иштелип чыккан. Мол-лар электрдик жана магниттик касиеттеринин кванттык теориясы хим-га изилдөөнүн физикалык методдорун, мис., ЭПР, ЯМР, ЯКР ж.б. жайылтууга көмөк берди жана тажрыйбалык натыйжаларды талкуулоону бир кыйла жеңилдетти. Плазма хим-сын, физ. изилдөө, ядролук техниканын өнүгүшү, атмосферадагы жана космостогу кубулуштар анализи, Шредингер убактылуу теңдемесинин негизинде мол. системалар эволюциясын изилдөөгө мүмкүндүк бере турган жаңы теориялык методдор жаратуу зарылдыгы келип чыкты. Кванттык хим. көз караштар, методдор ири мол. массалуу бирикмелер изилдөөдө активдүү колдонулууда. Мис., орг. полимер жогорку өткөргүчтүүлүгүн, полимер чынжыры б-ча заряддар өтүүсүн, баяндоо үчүн адекваттуу моделдер түзүлдү. Кванттык хим-нын методдору мол. биологияда, биологиялык мембраналар моделдерин эсептөөдө, булчуңдар иштешин моделдөөдө ж.б. колдонулат. Кванттык-хим. эсептөөлөр натыйжалары, теориялык физика методдорунун негизинде алынган маанилер менен бирдикте берилген электрдик жана магниттик касиетке ээ болгон материалдарды максаттуу өндүрүүдө колдонулууда.

Колдонулган адабияттар[оңдоо | булагын оңдоо]