Hỏi về hóa lượng tử

chemkhtn · 11-06-2006

Mình đang học môn hóa lượng tử ứng dụng, có một số điều thắc mắc mong mọi người nhiệt tình giúp đỡ.
Mình thắc mắc về điều này:Vân đạo nguyên tử p chia làm 2 phần trái dấu nhau(trên trục tọa độ). giả sử 2 vân đạo p của hai nguyên tử xen phủ trục tạo thành liên kết xích ma. Nếu các phần cùng dấu của vân đạo p xen phủ với nhau thì tạo thành vân đạo liên kết, còn sự xen phủ các phần khác dấu với nhau thì tạo thành vân đạo phản liên kết. Cho mình hỏi vân đạo s ko chia thành hai phần trái dấu thì tại sao khi xen phủ nó vẫn tạo thành 2 vân đạo liên kết và phản liên kết. Điều thắc mắc này nếu có hình vẽ minh họa thì có thể dễ hiểu hơn. Tuy nhiên rất mong mọi người gắng hiểu và giải thích giùm.

**bluemonster** · 11-07-2006

Trích:

Nguyên văn bởi chemkhtn

Mình thắc mắc về điều này:Vân đạo nguyên tử p chia làm 2 phần trái dấu nhau(trên trục tọa độ). giả sử 2 vân đạo p của hai nguyên tử xen phủ trục tạo thành liên kết xích ma. Nếu các phần cùng dấu của vân đạo p xen phủ với nhau thì tạo thành vân đạo liên kết, còn sự xen phủ các phần khác dấu với nhau thì tạo thành vân đạo phản liên kết. Cho mình hỏi vân đạo s ko chia thành hai phần trái dấu thì tại sao khi xen phủ nó vẫn tạo thành 2 vân đạo liên kết và phản liên kết. Điều thắc mắc này nếu có hình vẽ minh họa thì có thể dễ hiểu hơn. Tuy nhiên rất mong mọi người gắng hiểu và giải thích giùm.

Dễ hiểu thôi, vân đạo s là vân đạo một phase, nhưng cũng có thể là phase (+), cũng có thể là phase (-) chứ !!!
đến đây bạn đã hiểu chưa !

blueriver · 11-07-2006

cái này thì Blue không đồng ý với BM tuệy đối không! cái quy ước viết dấu cọng hay dấu trừ cho các thùy của orbitan hay các obitan là do hàm sóng của chúng .
+xét trường hợp obitan P :obitan này la antisymetric nên 2 thùy của nó sẽ được quy
ước có 2 dấu nguợc nhau la = và -
+với obitan S là obitan symetric nên chỉ có 1 thùy duy nhất và nó mang dấu cộng.
Còn lí do tại sao sự tổ hợp giữa 2 obitan S lại cho ra được 0bitan phản liên kết thì như sau :
xét trường hợp nguyên tử hidro mỗi nguyên tử có 1 obitan 1S
để phân biệt 2 obitan này và dung luôn kí hiệu là Sa và Sb
sự tổ hợp theo kiểu cộng 2 hàm sóng : Sa + Sb ->MO bonding (1)
sự tổ hợp theo kiểu trừ 2 hàm sóng : Sa -Sb ->MO antibonding (2) (hoặc Sb- Sa cũng vậy thôi vì chì có bình phương của hàm sóng mới có ý nghĩa vật lí )
Chú ý ở (1) và (2) tớ bỏ qua hệ số tổ hợp nha !!!!
Còn về sự tổ hợp 2 obitan P chemkhtn chưa hiểu đúng vì cũng tương tự như tronng sự tồ hợp của 2 obitan S : tức là có 2 kiểu tổ hợp cộng và trừ vì hiểu dơn giản là 1 obitan khi đã được định hướng trong không gian đâu phải nó muốn quay thế nào thì quay thế ấy đâu mà để tạo ra cùng 1 lúc 2 kiểu tồ hợp cùng dấu và khác dấu như bạn nói.

Nếu muốn trực quan hơn đề ít hôm tớ post luôn cho coi hình ảnh của sự tổ hợp.

votuantu20 · 11-08-2006

nếu s không có âm, dương thì bạn giải thích thế nào về sự tổ hợp của 2 orbitan s và p???
Nói chung cũng có nhiều ý kiến khác nhau và có nhiều sách viết khác nhau nhưng ko biết cái nào đúng.
còn mình thì nghĩ vầy :
vân đạo nguyên tử thực ra là đồ thị của hàm số sóng của các electron ( vì chuyển động của electron là chuyển động sóng ) mà đã là hàm sóng thì nó có dạng như thế này :

ta thấy đó, nếu lấy một trục làm gốc thì phần phía trên sẽ dương còn phần dưới sẽ âm.
như vậy theo mình nghĩ thì hàm sóng của electron trong vân đạo s vẫn có âm có dương.
nếu không có âm dương thì bạn sẽ giải thích thế nào về sự xuất hiện của mặt nút ở hình bên dưới.

khi 2 sóng cùng pha ( cùng dương hay cùng âm ) thì giao thoa nhau tạo ra sóng mới có biên độ sóng được tăng cường ( ra 1 cục bư hơn như hình vẽ )
Khi 2 sóng nghịch pha thì 2 sóng sẽ triệt tiêu nhau, tại đó sẽ tạo ra mặt nút.

**bluemonster** · 11-08-2006

hahaha, Bravo !!!
votuantu nói hoàn toàn chính xác đó blueriver ạ !!! Vì bạn đã quá rập khuôn theo kiểu tổ hợp cộng hay tổ hợp trừ, mà quên mất cái cốt lõi của vấn đề đó là phase !!!
Tổ hợp cộng = Tổ hợp đồng phase
Tổ hợp trừ = Tổ hợp ngược phase
Ngược phase ở đây ám chỉ ngược dấu, chứ ko phải hai hàm sóng mang cùng dấu trừ cho nhau !!!
Và như votuantu nói, nó sẽ có cộng hưởng (kí hiệu

: resonance integral) và xen phủ (kí hiệu S : overlap integral ) giữa hai hàm sóng tổ hợp !
hoặc là dùng khái niệm giao thoa như votuantu cũng được !
Nếu cứ giữ nguyên cái lập luận tổ hợp cộng với trừ các hàm sóng thì blueriver khó giải thích hiện tượng coefficient các atom khác nhau khi

(Culong integral) khác nhau !
Ở bài viết của blueriver mình đã nói bạn nên đặc biệt chú ý đến bản chất cũng như ý nghĩa, tác dụng của ba tích phân này !!!

blueriver · 11-08-2006

Cái này Blueriver vẫn không đồng ý với cách nói obitan s có 2 phase ! obitan p thì chắc ăn là nó có 2 thùy hướng theo 2 huống ngược nhau và mang 2 dấu là + và trừ.dấu của 2 thùy trong trường hợp này dựa vào việc quy ước chọn hướng của trục.
Nói theo ngôn ngữ hàm sóng tớ có thể nói thế này về cách lập luận của võ tuấn tú :
lấy trường hợp đơn giản là sự tổ hợp của 2 nguyên tử hidro ứng với 2 vân đạo Sa và Sb nha :
+Nhân thấy giữa 2 nguyên tử hidro trong phân tử có một khoảng cách L xác định.
+Như thế khi 2 hàm sóng Sa và Sb xuất phát từ 2 nguyên tử Ha và Hb :
+Nếu như Sa và Sb dao động cùng pha tại khoảng giữa 2 nhân (trong khoảng L từ Ha ->Hb ) ta sẽ có dự cộng hưởng làm tăng mật độ xác xuất ->tạo Mo liên kết
+Nếu như Sa và Sb dao động ngược pha tại khoảng giữa 2 nhân (trong khoảng L từ Ha ->Hb ) ta sẽ có sự triệt tiêu lẫn nhau của 2 hàm sóng làm giảm mật độ xác xuất ->tạo Mo phản liên kết
*****
*Điểm quan trong là ở chỗ này
Khi 2 hàm sóng giao thoa thì ở khoảng giữa 2 nhân chì có thề là 2 hàm này: nếu chỉ dao động cùng pha hoặc chỉ dao dộng ngược pha thì : sẽ hoặc là tạo ra Mo liên kết hoặc là tạo ra Mo phản liên kết
chù không có đồng thời 2 Mo

Nếu như nói ở giữa khoảng 2 nhân có đồng thời 2 kiểu dao dộng cùng pha thì mật dộ xác xuất giũa 2 nhân sẽ chẳng tăng nhưng cũng chẳng giảm thì làm gì có MO liên kêt hay phản liên kết !!!
****
Còn về cái mặt phẳng nút thì nói chung khá đơn giản nếu như theo cách nói của tớ khi 2 AO 1 s tham gia tổ hợp sẽ có 2 kểu tổ hợp là theo kiểu cộng và trừ
tớ lấy ngay Sa và Sb là hàm sóng cho dễ viết nha :
kì hiệu MO liên kết =MO ; Bình phương MO = MO ^2 ; tích phân toàn miền =<>
MO phản liên kết =MO* Bình phương MO*= MO* ^2
MO = C1Sa + C2Sb
MO*= C1*Sa -C2* Sb
do 2 2 Ao Sa và Sb là tươnf đương vế mặy thống kê nên ta sẽ có :C1=C2 =C ;C1*=C2=C*
ta biết bỉnh phuong hàm sóng cho biết mật độ xác xuất :
MO^2 = C^2(Sa +Sb)^2
MO*^2 =C*^2(Sa-Sb)^2
ta chuẩn hóa 2 hàm sóng trên ( ờ dây blue chỉ chuẩn hóa MO* thôi nha để giải thích mặt nút)
=C*^2 <(Sa-Sb)^2>
=C*^2 [ + - 2 ] =1 (***)
kí hiệu S= gọi là tích phân xen phủ
coi Sa và Sb đã đựơc chuẩn hóa : ==1
=> C*^2 =1/(2+ 2S ) => C*
chuẩn hóa vậy dược rúi 2 nha nhưng quay lại (***)
ta thấy suất hiện -2S cái này làm giảm mật độ xác xuất trong vùng không gian giữa 2 nguyên tử hidro => làm xuất giện mặt phẳng nút trong MO*
Như vậy có chỗ nào sai không???

votuantu20 · 11-09-2006

mình không biết bạn có tính toán sai hay không nhưng mình không nhìn ra và hiểu được cái đống bùi nhùi đó. Mình chỉ nhìn cái kết quả:
bạn ghi là C*^2 = 1/(2 -2.S). và bạn thấy rằng có - 2.S nên bạn kết luận rằng xác xuất tìm thấy điện tử giảm??? Bạn quên rằng cái - 2.S nó nằm dưới mẫu sao. Điều này có nghĩa là nếu không có
- 2S thì C*^2 còn nhỏ hơn. Tức là xác xuất tìm thấy electron trong MO liên kết còn nhỏ hơn trong MO phản liên kết ==> sai rồi, và sai chỗ này đó.
Nhưng ý mình không muốn bạn giải thích như vậy. Ai chẳng biết việt ráp công thức vào tính toán thì sẽ xong, nhưng mà cái mình muốn nghe là ý nghĩa của hiện tượng kìa.
Mình nói rằng chuyển động của electron trong một vân đạo là chuyển động sóng, đúng không.
Mà đã là chuyển động sóng thì sẽ có sóng cùng pha và lệch pha hay đặc biệt hơn là nghịch pha.
kí hiệu + và - là để chỉ 2 sóng nghịch pha. Như vậy nếu 2 vân đạo s của 2 nguyên tử hidro không cùng pha cũng không nghịch pha thì là cái gì??? ( chì có 2 trường hợp thôi )
CÒN VẤN ĐỀ BẠN NÊU RA :
Khi 2 hàm sóng giao thoa thì ở khoảng giữa 2 nhân chì có thề là 2 hàm này: nếu chỉ dao động cùng pha hoặc chỉ dao dộng ngược pha thì : sẽ hoặc là tạo ra Mo liên kết hoặc là tạo ra Mo phản liên kết chứ không có đồng thời 2 Mo
Cái này thì mình cũng đã suy nghĩ từ lâu nhưng không có lời giải thích cho hiện tượng kì cục này. Có thể mình chưa hiểu đầy đủ về bản chất của hiện tượng. Việc xuất hiện 2 MO dễ dàng nhận thấy khi ta thực hiện việc tổ hợp cộng và trừ Sa và Sb như bạn nói. Nhưng để giải thích sự tồn tại đồng thời thì mình chưa biết chíng xác. Mình cũng chưa thấy ai vẽ Mo liên kết và phản liên kết trong cùng một hình cả.
Nhưng mình nghĩ như thế này , các MO liên kết và phản liên kết ta biết được sự tồn tại của nó là do việc tính toán. 2 AO thì nhât thiết phải tạo ra 2 MO. Tức là sự tồn tại của nó đã được tính toán trước. Nhưng electron trong một thời điểm nhất định chì chuyển động trong 1 MO không thể vừa chuyển động trong MO liên kết và phản liên kết được. Nói tóm lại việc có 2 MO là do tính toán mà ra. giống như nếu ta xét H+ , H+ ko có electron thì làm gì có chuyển động sóng xung quanh hạt nhân như vậy là gì có vân đạo, mà ko có vân đạo làm sao mà tạo liên kết với H để cho ra (H2)+.
Vấn đề này ai biết rõ thì giải thích dùm mình. Nhưng mình khẳng định là vân đạo s có + và -.
Nếu không thì bạn sẽ không giải thích được diện tượng lai hóa của các orbitan đâu.

blueriver · 11-09-2006

undefined
đọc cho kĩ nha rồi đừng nhiều chuyên nữa

votuantu20 · 11-09-2006

Ối giời ơi biết sao được vì tui là người nhiều chuyện. Chuyện biết cũng nói mà ko biết càng nói nhiều.

Chán ghê, cuốn Đào Đình Thức có nói là ko có orbitan s ko có dấu - đâu.
Nếu muốn dễ hơn thì lên gặp thầy Thanh dạy hóa lượng tử mà hỏi. Xem thầy trả lời thế nào thì biết thôi bởi vì trong bài giảng của thầy có 2 cục s to tổ bố với 2 dấu cộng trừ đàng hoàng. À, hay ý bạn nói thầy sai. ( cũng có thể nhưng mình thấy là đúng )
Thật ra những tài liệu mình đã đọc thì ko ai đã động gì tới dấu âm của orbitan s cả. Nhưng theo suy nghĩ của mình và những kiến thức về sóng thì phải có dấu âm.
Nói như bạn theo kiểu tổ hợp cộng trừ thì đúng trong toán học nhưng bạn sẽ giải thích như thế nào. 2 orbitan s trừ nhau thì trong thực tế đó là hiện tượng gì ??

À, mà sao bạn dám kêu mình bằng nhóc, dám phạm thượng à.

**bluemonster** · 11-10-2006

hix, sorry anh em nhé ! Mấy hôm nay mình lên 4rum hơi ít !!!
Mình đưa ra một số ý kiến thảo luận về các vấn đề trên như sau nhé !
Đầu tiên, giải quyết khuất mắt của votuantu cũng như blueriver về vị trí của MO bonding và MO antibonding, nó có cùng nằm trong vùng tổ hợp của hai AO được ko !???
Câu trả lời ở đây là được ! Thật khó khăn nếu anh em đứng trên góc nhìn của lượng tử cơ sở (lượng tử cổ điển) mà ko thèm ngó ngàng đến lượng tử ứng dụng (lượng tử hiện đại), chẳng hạn như ta chỉ cần nghía một chút tới lượng tử mô hình, dùng những mô hình nguyên tử có màu sắc khác nhau (chỉ phase của hàm sóng) để tổ hợp, hay những bài viết FOs theory của mình, sẽ thấy rất rõ, MO antibonding và MO bonding có thể xem cùng nằm trong vùng tổ hợp. Và hai MO này sẽ ko interact được với nhau như blueriver nghĩ, vì thực tế sự interact ko hiệu quả chút nào, hai MO này có năng lượng cách xa tối thiểu để tránh được những intra - interact !!!
Vấn đề thứ hai là về AO s, đây là một AO symmetric, chỉ tồn tại một phase trên tòan miền !
Nhưng bản chất của hàm sóng, luôn luôn phải tồn tại 2 phase nghịch nhau (cái này là ý của mình vì bản thân chưa thấy một sóng nào chỉ có miền dương hay chỉ có mìên âm !!!), cho nên một AO s BM nghĩ tồn tại hai dạng sóng, có phase ngược nhau ! Điều này càng khẳng định tính đúng đắn hơn khi ta đem hai AO s tổ hợp với nhau, nó sẽ cho ra hai MO bonding và antibonding, bản chất của antibonding trong sự tổ hợp này là có mặt phẳng nút mà !!!