Atom va molekulalar uchun shredinger tenglamasi reja: Molekula Kovalent bog`lanish kuchlari

ATOM VA MOLeKULALAR UChUN SHREDINGER TENGLAMASI
Reja:
1. Molekula
2. Kovalent bog`lanish kuchlari
3 Molekulalarning nurlanish spektrlari.
4. Born-Oppengeymer yakinlashishi
Xulosa
1. Molekula
Molekula deb, bir xil yoki har xil element atomlarining kimyoviy birikishidan tashkil topgan va ma`lum bir moddaning kimyoviy va fizik xususiyatlarini o`zida mujassamlashtirgan eng kichik zarrachaga aytiladi.
Masalan, vodorod (Н₂), kislorod (О₂), azot (N₂) bir xil atomlardan tuzilgan molekulalardir. Osh tuzi (NaCl) molekulasi esa har xil atomlardan tashkil topgan molekulaga misol bo`la oladi. Molekuladagi atomlar tinimsiz tebranma harakat qiladilar, gaz holatdagi modda molekulalari esa aylanma, tebranma va ilgarilanma harakatda ham bo`lishlari mumkin. Molekuladagi atomlarning kimyoviy bog`lanishi ularning tashqi valent elektronlari orqali amalga oshadi.
Molekula asosiy holatda elektr jixatdan neytral va ko`p zarrachali murakkab kvant sistema hisoblanadi. Kvant fizikasi Shredinger tenglamasi yordamida molekulalardagi diskret energetik sathlarni aniqlash, elektronlar buluti zichligining fazoviy taqsimotini topish va molekuladagi atomlarning joylashish simmetriyasini o`rganish bilan shug`ullanadi.
Atomlardan turg`un molekula hosil bo`lishi energetik nuqtai nazardan molekula ichki energiyasi uni hosil qilgan atomlarning energiyalari yig`indisidan kichik bo`lishi bilan tushuntiriladi. Bu ikki energiyalar farqi molekulaning bog`lanish energiyasini tashkil qiladi.
Atomlarni turg`un molekula sifatida bog`lab turuvchi kuchlar asosan elektr tabiatga ega. Har qanday ikki neytral atom yoki atomlar gruppasi o`rtasida tortishish va itarish kuchlari mavjud bo`lishiga 1873 yildayoq golland fizigi I.D.Van-der-Vaals e'tibor bergan. Atomlar orasida Van-der-Vaals kuchlarini hosil bo`lishini sifat jihatidan tushuntiraylik. Aytaylik, dastlab asosiy holatda elektr dipol momenti nolga teng ikki neytral atom bir-biridan mustaqil va cheksiz uzoq masofada turgan bo`lsin. Agar bu ikki atom tashqi qobiqlaridagi elektronlar buluti bir-biri bilan sezilarli darajada tutashib ketguncha yaqinlashsa, u holda bu elektronlar harakatidagi mustaqillik yo`qolib, o`zaro bog`lanish vujudga keladi. Elektronlar buluti yadrolarni tutashturuvchi to`g`ri chiziq bo`yicha qutblanganda bu ikki atom sistemasining energiyasi minimum bo`ladi.
Shunday qilib, tashqi elektronlarning harakat holatlari o`zaro bog`lanib qolishi natijasida oniy elektr dipollarga aylangan ikki atom o`rtasida tortishish kuchlari vujudga keladi. Bunday kuchlar qutbsiz molekulalar orasida ham hosil bo`ladi.
Biroq, Van-der-Vaals kuchlari issiqlik harakati tufayli atomlarni molekula holida tutib tura olmaydi. Bu molekulyar kuchlar hosil qiladigan bog`lanish energiyasi har bir atomga nisbatan0,1 eV tartibida bo`ladi. Van-der-Vaals kuchlari yakka holda molekula hosil qilishga etarli bo`lmasada, lekin real gazlar, suyuqliklar va ba'zi kristallarning xossalarida muhim rol o`ynaydi.
Molekula hosil bo`lishiga olib keladigan ximyaviy bog`lanish kuchlari ion (geteropolyar) va kovalent (gomepolyar) bog`lanish kuchlariga bo`linadi. Getero - grekcha turli xil, gomeo - bir xil degan so`zlarni anglatadi. Ko`pincha molekulalarda kovalent va ionli bog`lanish uchraydi.
1. Ionli (geteropolyar) bog`lanishni hosil bo`lishi bilan tanishaylik. Ishqoriy metallardagi valent elektron yadro bilan zaif bog`langan. Gologen atomlari tashqi elektron qobiqini to`lishiga bitta elektron etishmaydi. Shuning uchun ishqoriy metall atomi bilan galogen atomi yaqinlashganda ishqoriy metallning bitta elektroni gologen atomiga o`tadi. Natijada ishqoriy metal atom musbat, gologen atomi esa manfiy ionga aylanadi. Bu musbat va manfiy ionlar o`zaro elektrostatik Kulon kuchi bilan o`zaro tortishi natijasida birikib, molekulani hosil qiladi.
Osh tuzi NaCl molekulasini hosil bo`lish jarayonini sifat jihatdan tahlil qilaylik. Ishqoriy metal Na va galogenlar guruhiga kiruvchi Cl atomlarining elektron qobiqlar bo`yicha taqsimlanishi mos holda 1s²2s²2p⁶3s¹ va 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵ ko`rinishda bo`lib, ular tashqi elektron qobiqlarini tuzilishi bilan farqlanadi. Ularda ichki K va L elektron qobiqlar elektronlar bilan to`lgan. Natriy atomining M qobiqida yadro bilan kuchsiz bog`langan yagona elektroni bor. Bu 3s qobiqchada elektronning bog`lanish energiyasi 5,1 eV. Xlor atomining M qobiqi batamom to`lishi uchun esa 3R qobiqchada bitta elektron etishmaydi. Agar elektron bo`lganda edi, xlor atomi uni nisbatan katta (3,7 eV) energiya bilan tutib turar edi. Demak, bir-biridan etarlicha uzoq masofada bo`lgan natriy atomidan elektronni xlor atomiga olib berish uchun 5,1-3,7=1,4 eV energiya sarflash kerak. hosil bo`lgan ionlar bir-biriga tortiladi va birikish jarayonida 1,4 eV dan katta energiya ajralib chiqsa ular molekula bo`lib birikadilar. Tajriba va hisoblashlarning ko`rsatishicha natriy va xlor atomlari NaCl molekulasiga birikayotganda 4,2 eV energiya ajralib chiqadi.
Demak, Na+ va Cl<sup>-</sup> ionlarining turg`un molekuladagi elektrostatik tortishish energiyasi 1,4+4,2=5,6 eV ni tashkil etadi. Agar bu energiyadan foydalanib, molekulaning chiziqli o`lchamini hisoblasak, R=2,5<sup>.</sup>10<sup>-8</sup> sm bo`lgan haqiqatga yaqin natija kelib chiqadi.