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O mistério da química quântica: como o método de Hartree-Fock revela a conexão entre átomos?
No campo da química quântica, entender como os elétrons se movem através de interações entre átomos é essencial para entender as reações químicas.O método Hartree -Fock é uma técnica eficaz para o cálculo dos orbitais moleculares, que se baseia na combinação linear de orbitais atômicos, revelando conexões complexas entre átomos.
Descreva a configuração de elétrons de um átomo usando uma função de onda de elétrons para que cada átomo possa ser considerado como uma estrutura semelhante à nuvem composta por uma função de onda.
Já em 1929, Sir John Leonard-Jones introduziu esse conceito pela primeira vez, esclarecendo ainda mais o vínculo de duas moléculas atômicas nos principais elementos da família, mas antes disso, Linus Pauling já havia feito moléculas de hidrogênio estudos semelhantes para H2+.
No método Hartree -Fock, supõe -se que o número de orbitais moleculares seja igual ao número de orbitais atômicos envolvidos na expansão linear.Essa visão significa que N orbitais atômicos podem ser combinados em n orbitais moleculares, e esses orbitais moleculares exibirão suas respectivas características.
As descrições matemáticas desses orbitais moleculares são geralmente: 𝜙
i = c1i 𝜒 + c1 2i 𝜒 2 + ... + c ni 𝜒 , onde c representa o coeficiente correspondente a cada orbital atômico.
E para encontrar esses coeficientes, o método Hartrie-Fokker é usado para minimizar a energia total do sistema.Esse método quantitativo ajuda os cientistas a calcular com precisão a interação entre átomos nas reações químicas.
No entanto, com o desenvolvimento da química computacional, o método LCAO não se limita à otimização real das funções das ondas, mas também é usado como uma ferramenta para discussões qualitativas para ajudar a prever e interpretar os resultados obtidos por métodos mais modernos.
Comparando a energia orbital atômica de átomos individuais e aplicando regras de interação conhecidas, a forma dos orbitais moleculares e suas respectivas energias podem ser inferidos aproximadamente.
O uso de gráficos pode expressar ainda claramente esses argumentos, que são chamados de gráficos de correlação.A energia orbital atômica resultante pode ser obtida calculando ou confiando em dados experimentais do teorema de Kupman.
A primeira etapa desse processo é atribuir um grupo de pontos às moléculas.Cada operação do grupo é aplicada à molécula e o número de ligações descompactação é o caráter da operação.Essa forma de representação redutível é decomposta na soma das representações irredutíveis, que representam simetria correspondente às órbitas envolvidas.
O mapa orbital molecular fornece uma descrição qualitativa simples do processamento da LCAO, enquanto o método Hekel, o método Hekel estendido e o método Pariser -Parr -Pople fornecem algum apoio teórico quantitativo.
Como exatamente a abordagem Hartree -Fock afeta nossa compreensão das reações químicas?Esses estudos não apenas nos ajudam a revelar as conexões entre os átomos, mas também nos levam a pensar no próximo caminho?
