Tại sao các quỹ đạo liên kết ổn định hơn?

Các quỹ đạo liên kết giảm thiểu năng lượng đẩy hạt nhân.

Chúng ta hãy xem xét phương trình sau mô tả năng lượng của một hệ cơ học lượng tử thông qua mô hình Hạt trong hộp cho nguyên tử helium:

#E = overbrace (-1 / 2grad_1 ^ 2 - 1 / 2grad_2 ^ 2) ^ "Kinetic Energy" overbrace (- e ^ 2 / (4piepsilon_0vecr_1) - e ^ 2 / (4piepsilon_0vecr_2)) ^ "1-electron (+ (2e ^ 2) / (4piepsilon_0vecr_ (12))) ^ "Thuật ngữ 2 electron" + overbrace (h_ (n uc)) ^ "Năng lượng đẩy hạt nhân" #

Hai thuật ngữ đầu tiên chỉ động năng. Hãy bỏ qua điều đó vì đó không phải là trọng tâm của chúng tôi.

Các Thuật ngữ 1 electron mô tả các điểm hấp dẫn coulombic của mỗi electron riêng lẻ với hạt nhân của nguyên tử, trong khi Thuật ngữ 2 electron mô tả các lực đẩy coulombic giữa các tương tác electron cặp trong nguyên tử. (Lưu ý: thuật ngữ này là lý do tại sao việc giải quyết năng lượng chính xác của helium là không thể)

Bạn có thể nói từ phương trình rằng để duy trì sự bình đẳng, nếu thuật ngữ thứ ba và / hoặc thứ tư tăng, thì thuật ngữ thứ sáu giảm (nếu nó thay đổi) và nếu thuật ngữ thứ ba và / hoặc thứ tư giảm, thì thuật ngữ thứ sáu tăng (nếu nó thay đổi). Nhiệm kỳ thứ năm thay đổi ngẫu nhiên.

Sử dụng Xấp xỉ sinh ra-Oppenheimer, hạt nhân đứng yên và do đó, nếu các electron chuyển động, tương tác giữa các electron thay đổi (thuật ngữ 2 electron) và tương tác giữa hạt nhân và electron thay đổi (thuật ngữ 1 electron).

Vấn đề là, lực đẩy hạt nhân càng nhiều thì năng lượng quỹ đạo phân tử càng cao.

Các quỹ đạo liên kết giảm thiểu năng lượng đẩy hạt nhân.