Введение в теорию межмолекулярных взаимодействий - Каштан И.Г.
Скачать (прямая ссылка):
§ 2. Определение параметров модельных потенциалов.....
2.1. Процедура подгонки параметров (241). 2.2. Макроскопические свойства как источник информации о межмолекулярных потенциалах (245). 2.3. Рассеяние в молекулярных пучках (253).
§ 3. Восстановление потенциала по экспериментальным данным
ОГЛАВЛЕНИЕ
5
3.1. Метод Ридберга—Клейна—Риса (258). 3.2. Решение обратной задачи рассеяния (260). 3.3. Восстановление потенциала из термофизических данных (267). Приложения.......................... 271
I. Таблицы........................ 271
1.1. Таблица основных физических постоянных...... 271
1.2. Система атомных единиц.............. 271
1.3. Таблица перевода энергетических единиц...... 272
II. Краткие сведения из квантовой теории многоэлектрониых
систем.......................... 273
§ 1. Адиабатическое приближение............ 273
§ 2. Метод самосогласованного поля; учет электронной корреляции ....................... 276
§ 3. Теория возмущений................. 281
3. 1. Формализмы Бриллюэиа— Вигиера и Релея—Щредин-гора (281). 3.2. Вариационная теория возмущений (286). 3.3. Асимптотические разложения; аппроксимаиты Падо(288).
Литература........................... 291
ПРЕДИСЛОВИЕ
Теория межмолекуляриых взаимодействий является в настоящее время столь широко разросшейся областью науки, что практически невозможно охватить весь этот огромный и разнородный материал в одной сравнительно небольшой по объему книге. С проявлением межмолекуляриых (межатомных) сил приходится сталкиваться как при рассмотрении элементарных актов столкновений инертных атомов, так и при изучении процессов взаимодействия сложных биологически активных молекул и макроскопических тел, при исследовании процессов адсорбции па поверхности, при нахождении равновесной геометрии кристаллов и во многих других процессах. Поэтому при отборе материала приходится идти на определенные ограничения.
При написании настоящей книги автор поставил перед собой две, на первый взгляд, исключающие друг друга задачи: с одной стороны, помочь читателю войти в физику процесса межмолекулярного взаимодействия, с другой стороны, дать критическое изложение современного состояния теории, переживающей в последние годы период интенсивного развития. В связи с этим материал книги распадается на два разных по характеру изложения коицен-•• тра. Гл. I, гл. IV (§ 1), гл. V содержат качественный материал и рассчитаны на широкий круг читателей: физиков и специалистов из смежных областей химии и биологии, желающих получить общие представления о природе межмолекуляриых сил и научиться использовать эти представления при анализе механизма исследуемых процессов. Другая часть материала книги (гл. II, III, гл. IV (§ 2)) ориентирована на физиков-теоретиков и квантовых, химиков. Основное внимание здесь уделяется обсуждению специфики и сравнительных достоинств различных методов расчета межмолекуляриых взаимодействий. Некоторые подходы еще не оформились в окончательном виде, в частности, это относится к теории возмущений с учетом обменных эффектов, методу атом-атомпых потенциалов. В таких случаях автор старался по возможности объективно отразить основные подходы и точки зрения, оставляя, естественно, за собой право на авторский акцент.
ПРЕДИСЛОВИЕ
7
В стандартных руководствах по квантовой механике материал по межмо л окулярным взаимодействиям либо вообще отсутствует, либо сводится к обсуждению закона убывания энергии взаимодействия на больших расстояниях. Взаимодействия на близких расстояниях относят к химическим и в лучшем случае лишь упоминают, что они экспоненциально убывают с расстоянием. Между тем деление сил на физические и химические является в значительной степени условным. В данной книге сравнительно много места уделено описанию квантов о химических методов и их роли в понимании единой природы межмолекулярных взаимодействий. Получаемые в таких расчетах потенциальные кривые охватывают широкую область расстояний, в том числе и наиболее трудную для теории область молекулярных ассоциатов, где «химические» (по традиционной терминологии) силы неотделимы от «физических» межмолекулярных.
Расчеты потенциальных кривых даже в случае простейших систем представляют достаточно сложную задачу. Поэтому большое распространение получили аналитические потенциалы с параметрами, находимыми путем подгонки расчетных значений физических характеристик под экспериментальные. Простая функциональная зависимость таких модельных потенциалов облегчает аналитическое решение задачи. В гл. V собрано около 30 модельных потенциалов, используемых в современных исследованиях. Выбор подходящего потенциала определяется в каждом конкретном случае спецификой рассматриваемой задачи. Обсуждается проблема нахождения параметров, а также методы прямого восстановления потенциала из экспериментальных данных.
В связи с ориентацией книги на разные круги читателей главы написаны достаточно автономно. Все необходимые сведения из кваитовомехаиической теории миогоэлектроииых систем вынесены в Приложение II. Читатель, интересующийся только физической картиной межмолекулярных взаимодействий и их экспериментальными проявлениями, может совершить при чтении книги «туннельный переход» от гл. I сразу к гл. IV.
