Метод молекулярных орбиталей - Фудзинага С.
Метод молекулярных орбиталей
Автор: Фудзинага С.Издательство: М.: Мир
Год издания: 1983
Страницы: 461
Читать: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162
Скачать:
ББК 22.31 Ф94
УДК 530.145 + 539.19
Фудзинага С.
Ф94] Метод молекулярных орбиталей: Пер. с японск. — М.: Мир, 1983. —461 с., ил.
Монография японского физика-теоретика содержит детальное изложение вариационного метода Хартри — Фока — основы теории молекулярных орбиталей. Вычислительные методы подробно иллюстрированы расчетами конкретных молекул, таблицами и рисунками. Дано описание неэмпирических и полуэмпириче-ских методов расчета, освещена проблема учета электронных корреляций.
Предназначена для специалистов по квантовой химии. Будет полезна физикам, занимающимся расчетами лазеров, теорией твердого тела и поверхностных явлений, а также аспирантам и студентам соответствующих специальнозтей.
А 1704060000—411 „ 00 , ББК 22.31
Ф -04i(0lj=83- 57^83’ Ч‘ 1 530.1
Редакция литературы по физике
© Иванами сётен, 1980
(6) Перевод на русский язык, «Мир», 1983
Предлагаемая читателю книга проф. Фудзинаги посвящена методу молекулярных орбиталей, лежащему в основе современной квантовой химии. Метод молекулярных орбиталей (МО) позволяет дать количественное объяснение большому числу экспериментально наблюдаемых закономерностей и призван обеспечить дальнейший прогресс химических исследований на основе замены эмпирического подхода более строгим — неэмпирическим. С помощью метода МО проводится вычисление электронных термов и вероятностей переходов между ними для простых и сложных молекул, определяются геометрическая структура, термодинамическая устойчивость и реакционная способность молекул, исследуются возможности синтеза новых соединений, каталитическая способность. Метод МО явился важнейшим шагом в понимании природы химической связи и движущих сил конкретных химических реакций.
В настоящее время наряду с традиционными химическими направлениями открылись новые области приложений метода МО и резко увеличился круг специалистов, заинтересованных в применении этого метода. Это относится, в частности, к физике лазеров. Если ранее наиболее мощными и перспективными считались лазеры на колебательно-вращательных переходах (лазеры на С02, СО, N20, HF), то сейчас центр тяжести исследований явно смещается в сторону лазеров на электронных переходах молекул и атомов. Сюда относятся лазеры на эксимерах и эксиплексах, рекомбинационные, с накачкой от метастабильных состояний. Их совершенствование идет ускоренными темпами.
Заметные достижения имеет лазерохимия. Это, в частности, вопросы разрыва определенных связей, инициирования конкретных химических реакций, сдвига химического равновесия в жидкой фазе. Все шире применяется лазерное воздействие на ход различных физических процессов (лазерное разделение изотопов, рост кристаллов под действием облучения). Для анализа имеющихся здесь возможностей необходимо знать кинетику перераспределения энергии возбуждения в простых и сложных соединениях: неорганических, органических, комплексных.
Вообще электронная кинетика молекул в условиях существенного отклонения от равновесия-—это наиболее бурно развивающееся направление молекулярной физики. С ним связано решение ряда проблем не только квантовой электроники, но и физики плазмы, плазмохимии, электрического разряда, физики верхней атмосферы, молекулярной спектроскопии. Во всех этих случаях
оказывается необходимым в той или иной степени обращаться к анализу набора электронных термов молекул, их структуры, вероятностей переходов между термами. Таким образом, для целого ряда специалистов, работа которых связана с молекулярной физикой и химией, возникает потребность не только в усвоении общих идей и принципов, но и в активном их применении.
Именно этим запросам и отвечает книга проф. Фудзинаги, видного специалиста в области квантовой химии, внесшего существенный вклад в ее развитие. Отличительной особенностью книги как раз и является возможность быстрого вхождения в методику расчетов, овладения практическим материалом. Способ изложения, многочисленные примеры представляются весьма удачными, в частности для нового круга читателей, впервые знакомящихся с методом МО. Книга выгодно отличается от ряда других книг по квантовой химии и методу молекулярных орбиталей продуманной детальностью изложения узловых вопросов.
Книга имеет весьма четкую структуру. В первых четырех главах дается общее введение и изложены вспомогательные методы в теории МО (вариационный и теоретико-групповой). Следующие три главы посвящены основе теории МО — приближению Хартри— Фока. При изложении методов построения одноэлектронных волновых функций (молекулярных орбиталей) приводится целый ряд конкретных рекомендаций, необходимых для расчета и не отраженных должным образом в других руководствах. Главы 8—10 посвящены прямым неэмпирическим методам расчета орбиталей соответственно для атомов, двухатомных и многоатомных молекул. Здесь приведен большой объем фактического материала и наглядно показаны способы проведения конкретных расчетов орбиталей. В гл. 11 и 12 даны приближенные методы расчета МО, включая метод Хюккеля. В гл. 13 рассмотрены пространственная структура молекул и химические реакции. Определенным пробелом представляется отсутствие здесь анализа структуры координационных соединений, их каталитических свойств, поверхностных явлений. Теория химических реакций тоже дана весьма конспективно. В гл. 14 обсуждается корреляция электронов (здесь изложение уже выходит за рамки метода Хартри—Фока). В целом по отбору материала книга может служить справочным пособием, полезным в повседневной работе. В частности, следует отметить возможность ее использования при разработке программ расчета конкретных молекул. Резкое расширение приложений метода МО в первую очередь и было связано с появлением новых возможностей количественных расчетов на ЭВМ. Высказывалась даже точка зрения, что все определяется искусством составления удобных и компактных программ. На деле это совсем не так. Говоря о перспективах развития теории МО, наряду с конкретными расчетами молекул на ЭВМ следует указать на важную роль разра-
