Односторонний процесс между молекулами Д (донор) и А (акцептор) можно выразить следующей схемой:
На этой схеме обоюдоострая пунктирная стрелка означает взаимное возмущение орбиталей, которые локализованы на атоме d молекулы Д и атоме а молекулы А.Возмущение молекулярных орбиталей при образовании комплекса ДА совершенно аналогично возмущению атомных орбиталей при образовании молекулы из атомов. Аналогично тому, как молекулярные орбитали представляются в виде линейной комбинации атомных орбиталей, орбитали комплекса ДА являются линейной комбинацией взаимодействующих орбиталей молекул Д и А.При возмущении орбиталей ψа и ψd получаются две возмущенные орбитали Ψ+ и Ψ-, относящиеся к супермолекуле А←Д. Эти орбитали строятся на основе следующего правила.Правило 1. При образовании возмущенной нижней орбитали базисные орбитали объединяются с одинаковыми знаками, и в районе их взаимодействия будет связывание. При образовании возмущенной верхней орбитали базисные орбитали объединяются с разными знаками (относительными), и в результате будет антисвязывание:
Если обозначить энергию орбитали ψd как αd, энергию ψа - как αа, а символом Е обозначить энергии возмущения орбиталей Ψ+ и Ψ-, то по теории возмущений (αd -E)(αa -E) = (β-SE)2, (2.5) где β - резонансный интеграл (рис. 2.1, б), характеризующий силу взаимодействия ψа и ψd на данном расстоянии, S - интеграл перекрывания, характеризующий степень перекрывания взаимодействующих орбиталей.
Рис. 2.1. Взаимное возмущение орбиталей ψа и ψd первого порядка с учетом перекрывания (а) и без учета перекрывания (б) Возмущение первого порядка. В случае вырожденных (одинаковой энергии) орбиталей ψd и ψа αd =αа =α и поэтому (α -E) = ±(β-SE), откуда, учитывая, что α и β - отрицательные величины, получаем
Поскольку интеграл перекрывания всегда положителен, (1+S)>(1-S), т.е. нижняя возмущенная орбиталь менее связывает Д и А, чем верхняя возмущенная орбиталь разрыхляет эту связь (рис. 2.1, а).Очень часто используют упрощение, заключающееся в пренебрежении интегралом перекрывания, т.е. принимают, что S=0. Тогда (рис. 2.1, б) Е = α±β, (2.6) т.е. исчезает асимметрия расщепления уровней.Волновые функции Ψ+ и Ψ- имеют вид Ψ+= Cdψd + Caψa, Ψ- = C*dψd - C*aψa, где C и C* - коэффициенты, с которыми входят орбитали ψd и ψa в орбитали Ψ- и Ψ+. Для возмущения первого порядка все коэффициенты одинаковы: Cd = C*d = Ca = C*a = 1/2. Эта величина возникает из условия нормировки (гл. 1, разд. 1.3), согласно которому для каждой орбитали .
Вода в химической промышленности
...
Автоматизированная система для исследования кинетики быстрых химических реакций
...
Исследование комплексообразования ПКЭАК с ионами двухвалентных металлов
Актуальность темы
Известно, что
число полиамфолитов и полимерных бетаинов весьма ограничено. Линейные и
слабосшитые полимерные бетаины, содержащие кислотные и основные функциональные
гру ...