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El misterio de la química cuántica: ¿cómo revela el método Hartree-Fock la conexión entre los átomos?
En el campo de la química cuántica, comprender cómo los electrones se mueven a través de las interacciones entre los átomos es clave para comprender las reacciones químicas.El método Hartree -Fock es una técnica efectiva para calcular los orbitales moleculares, que se basa en la combinación lineal de orbitales atómicos, revelando conexiones complejas entre los átomos.
Describa la configuración de electrones de un átomo utilizando una función de onda de electrones para que cada átomo pueda considerarse como una estructura similar a una nube compuesta por una función de onda.
Ya en 1929, Sir John Leonard-Jones introdujo por primera vez este concepto, aclarando aún más la unión de dos moléculas atómicas en los elementos familiares principales, pero antes de eso, Linus Pauling ya había realizado iones de hidrógeno iones similares para H2+.
En el método Hartree -Fock, se supone que el número de orbitales moleculares es igual al número de orbitales atómicos involucrados en la expansión lineal.Esta visión significa que los orbitales atómicos de N se pueden combinar en N orbitales moleculares, y estos orbitales moleculares exhibirán sus respectivas características.
Las descripciones matemáticas de estos orbitales moleculares suelen ser: 𝜙 i = c 1i 𝜒 1 + c 2i 𝜒 2 + ... + C Ni 𝜒 N , donde C representa el coeficiente correspondiente a cada orbital atómico.
Y para encontrar estos coeficientes, el método Hartrie-Fokker se utiliza para minimizar la energía total del sistema.Este método cuantitativo ayuda a los científicos a calcular con precisión la interacción entre los átomos en las reacciones químicas.
Sin embargo, con el desarrollo de la química computacional, el método LCAO no se limita a la optimización real de las funciones de onda, sino que también se usa como herramienta para discusiones cualitativas para ayudar a predecir e interpretar los resultados obtenidos por métodos más modernos.
Al comparar la energía orbital atómica de los átomos individuales y aplicar reglas de interacción conocidas, la forma de los orbitales moleculares y sus respectivas energías se puede inferir aproximadamente.
El uso de gráficos puede expresar claramente estos argumentos, que se denominan gráficos de correlación.La energía orbital atómica resultante se puede obtener calculando o dependiendo de los datos experimentales del teorema de Kupman.
El primer paso en este proceso es asignar un grupo de puntos a las moléculas.Cada operación de grupo se aplica a la molécula, y el número de enlaces no asumidos es el carácter de la operación.Esta forma de representación reducible se descompone en la suma de representaciones irreducibles, que representan la simetría correspondiente a las órbitas involucradas.
El mapa orbital molecular proporciona una descripción cualitativa simple del procesamiento de LCAO, mientras que el método HEKEL, el método HEKEL extendido y el método pariser -párpano -opople proporcionan algún soporte teórico cuantitativo.
¿Cómo afecta exactamente el enfoque de Hartree -Fock afecta nuestra comprensión de las reacciones químicas?Estos estudios no solo nos ayudan a revelar las conexiones entre los átomos, sino que también nos impulsan a pensar en el próximo camino.
