Файл: Татевский В.М. Классическая теория строения молекул и квантовая механика.pdf

Таким образом, с точки зрения ядерно-электронного строения химических частиц в классической теории принимается, что в не­ котором приближении результат взаимодействий всех ядер и элек­ тронов в химической частице может быть описан как совокупность взаимодействий отдельных пар «атомов» (точнее, «эффективных атомов»).

Иными словами, не зная ничего о физической сущности кол­ лективного взаимодействия всех «атомов» в частице и не имея возможности в рамках принятых исходных понятий и имевшихся экспериментальных методов раскрыть «механизм» этого взаимодей­

действие, согласно изложенному постулату, можно приближенно представить как совокупность С | = К(К— 1)/1 - 2 попарных взаи­ модействий «атомов», где С2К — число сочетаний из К атомов по два, т. е. число всех пар атомов в частице. Рассмотрим в качестве примера электронейтральную частицу, содержащую один «атом»

С классической точки зрения частица СС14 представляет собой совокупность пяти эффективных атомов: одного «атома» С и четы­ рех «атомов» С1. Общее число попарных взаимодействий в такой частице будет

Эти 10 попарных взаимодействий изображены на следующей схеме:

Классическая теория постулирует, что коллективное взаимо­ действие пяти «атомов» в частице ССЦ можно приближенно пред­ ставить как совокупность 10 попарных взаимодействий — именно

четырех взаимодействий С-*-*С1 и шести взаимодействия CI С1.

§ 5. Постулат о разделении взаимодействий пар «атомов» на две группы

Далее, в классической теории принимается постулат I I : все взаимодействия пар «атомов» в химической частице могут быть разделены на две группы главные, или «сильные», взаимодей-

cfвия («химические связи») и дополнительные, или «слабые», взаимодействия («взаимодействия непосредственно не связанных атомов»).

Этот постулат является вторым независимым постулатом клас­ сической теории. Согласно классической теории, существование химической частицы как единого устойчивого образования обеспе­ чивается в основном главными попарными взаимодействиями — «химическими связями»; дополнительные попарные взаимодействия являются в этом отношении второстепенными, не обусловливаю­ щими существование частицы как единого устойчивого образо­ вания.

Количественные характеристики главных и дополнительных взаимодействий в двух разных частицах могут сильно различаться. Например, в любой данной частице главные взаимодействия, со­ гласно классической теории, всегда будут более значительными, чем дополнительные, но в то же время они могут быть и значительно меньше, чем дополнительные взаимодействия в другой частице, от-, личающейся от первой по Составу и (или) строению.

Энергии главных взаимодействий «атомов» в частице одно­ значно определяются для двухатомных молекул. Для двухатомных молекул энергия единственного главного взаимодействия (энергия единственной химической связи) равна энергии образования моле­ кулы из свободных атомов, т. е. энергии диссоциации молекулы на свободные атомы. Для разных двухатомных молекул энергия един­ ственного главного взаимодействия может сильно различаться (бо­ лее чем на два порядка), как это видно из следующих эксперимен­

Вопрос о том, какие попарные взаимодействия «атомов» в каж­ дой конкретной частице следует считать главными и какие допол­ нительными, является одним из самих сложных вопросов при описании строения частиц по классической теории. В классической теории нет определенных и однозначных методов решения этого вопроса за исключением случая двухядерных частиц (молекул, ионов). Только для двухъядерных частиц этот вопрос решается тривиально и однозначно. Единственное попарное взаимодействие «атомов» в двухъядерной частице по классической теории всегда

является ли определенное попарное взаимодействие «атомов» глав­ ным (химическая связь) или дополнительным (взаимодействие

* Данные относятся к основному электронному состоянию,

непосредственно не связанных атомов), в ранний период развития классической теории решался всегда на основании многих, вообще говоря, косвенных аргументов — аналогий в составе некоторых ча­ стиц и рядов частиц, закономерностей и особенностей в физикохимических свойствах соответствующих веществ, характерных реак­ ций соответствующих веществ и ряда других соображений. Совре­ менные методы исследования строения химических частиц расширили возможное число аргументов для решения этого во­ проса, однако и они принципиально не могут дать однозначного метода его решения. Несколько подробнее на этих вопросах оста­ новимся ниже.

Не имея возможности здесь детальнее коснуться вопроса о том, как для каждой отдельной частицы или ряда частиц решался во­

только результаты решения этого вопроса для некоторых простей­

(чеіьіре взаимодействия С-*-»-С1), обеспечивающих существование

рые принимаются главными, будем обозначать прямыми двух­

I

В некоторых химических частицах все взаимодействия между парами «атомов» рассматриваются как главные (химические