Макрообъект с точностью до микрочастиц

[Munin]

Formalizator в сообщении #1206860 писал(а):

В контексте данной темы это к атому водорода, двухатомной молекуле, или к чему?

Ко всему, что вы пишете.

Formalizator в сообщении #1206860 писал(а):

А в квантовохимических расчётах атомные ядра обычно рассматривают классически, разве нет?

Вот до чего нечтение ЛЛ-3 доводит...

[realeugene]

Formalizator в сообщении #1206860 писал(а):

А в квантовохимических расчётах атомные ядра обычно рассматривают классически, разве нет?

Прочтите ФЛФ том 8 глава 6 параграф 6. В этом параграфе рассказывается про то, что у молекулы аммиака стационарными состояниями являются только квантовые суперпозиции двух геометрически различных положений атомов в молекуле.

[arseniiv]

Formalizator в сообщении #1206860 писал(а):

Каким образом наблюдать суперпозицию сильно различных положений одного и того же объекта?

Каким образом это связано с темой? С карандашом-то ничего не успеем увидеть всё равно ещё долго. А фуллерен какой-то интерферировать вот заставили, кажется, в прошлом году.

[madschumacher]

arseniiv в сообщении #1206990 писал(а):

А фуллерен какой-то интерферировать вот заставили, кажется, в прошлом году.

Фуллерены -- это уже баян давно. Щас уж их огромные замещенные производные в ход идут.

[arseniiv]

Спасибо. (Хотя всё-таки не могу удержаться, а можно пример?)

[madschumacher]

arseniiv в сообщении #1207113 писал(а):

Хотя всё-таки не могу удержаться, а можно пример?

Я наврал. Не только производные фуллеренов. Вот статья 2013го года. В ней рассматривается интерференция производного порфирина с массой около 10000 а.е.м.
Для сравнения, у фуллерена $\mathrm{C_{60}}$ она всего 720 а.е.м., а работа для него была опубликована в Натуре ещё в 1999м.
Хотя, конечно, и производные бакминстерфуллерена тоже использовались (тут 2011й год).

[arseniiv]

Так это ж даже ещё лучше!

[Formalizator]

В приближении Борна-Оппенгеймера составляют и решают стационарное уравнение Шрёдингера для электронов при фиксированной конфигурации атомных ядер. В результате можно получить зависимость потенциальной энергии электронной оболочки от координат ядер. Далее имеется выбор, рассматривать движение ядер классически или квантово.

Будем рассматривать движение ядер квантово. К тому же приближение Борна-Оппенгеймера, хотя и выполняется с неплохой точностью во многих случаях, применимо не всегда.

Рассмотрим молекулу хлороводорода $\mathrm{HCl}$. Получается квантовый осциллятор-ротатор. Какой будет геометрия этой молекулы в основном колебательно-вращательном состоянии? Неужели сферически симметричная?

[madschumacher]

Formalizator в сообщении #1207156 писал(а):

В приближении Борна-Оппенгеймера составляют и решают стационарное уравнение Шрёдингера для электронов при фиксированной конфигурации атомных ядер. В результате можно получить зависимость потенциальной энергии электронной оболочки от координат ядер. Далее имеется выбор, рассматривать движение ядер классически или квантово.

Правильно.

Formalizator в сообщении #1207156 писал(а):

К тому же приближение Борна-Оппенгеймера, хотя и выполняется с неплохой точностью во многих случаях, применимо не всегда.

Для очень многих задач оно неплохо работает, но даже когда это приближение "ломается", физики/химики не начинают хаотически бегать с криками
"ААААА!!! Приближение Борна-Оппенгеймера сломалось!!! МЫ ВСЕ УМРЁЁЁМ!!!!1111",
а просто переходят к другим методам и подходам (менее простым), которые позволяют работать с соответствующими задачами.

Formalizator в сообщении #1207156 писал(а):

Рассмотрим молекулу хлороводорода $\mathrm{HCl}$. Получается квантовый осциллятор-ротатор.

Да, получается.

Formalizator в сообщении #1207156 писал(а):

Какой будет геометрия этой молекулы в основном колебательно-вращательном состоянии? Неужели сферически симметричная?

откуда Вы такую чушь только достаёте?!
Во-первых, надо условиться, что Вы имеете в виду под геометрией молекулы, т.к. для неё можно взять кучу определений в зависимости от методов, которыми эту геометрию мы определяем.

(немного о геометриях)

Обычно, у нас есть 3 источника силы информации о геометрии молекул (т.е. об расположении атомов друг относительно друга).

• спектроскопические методы;
• дифракционные методы;
• расчёты (по-сути, квантовая химия).

Для свободных молекул наиболее популярны:

• вращательная спектроскопия;
• газовая электронография;
• квантовая химия.

Во вращательной спектроскопии мы извлекаем из спектров вращательные постоянные $B_x, \ B_y, \ B_z$ (из расстояний между линиями), которые $B_\alpha \propto I_\alpha^{-1}$, т.е. моменту инерции молекулы вдоль некоторой оси $\alpha$ (в системе главных осей, разумеется). Ну вот, из этих вращательных постоянных можно оценить геометрические параметры (для 2х атомной молекулы $I = \mu r^2$, где $r$ -- расстояние между атомами). Но вот беда, на самом деле наши наблюдаемые вращательные постоянные усреднены по колебательно-вращательным степеням свободы в каком-то состоянии (чаще всего в основном, и соответствующие вращательные постоянные обозначаются как $B_0$). Поэтому получаемые геометрии молекул (т.е. расстояния, углы и т.д.) также оказываются хитрым образом (через усреднение моментов инерции) усреднены по этому же состоянию, т.е. являются в некотором смысле "эффективными". Такие геометрические параметры обозначают как $r_n$, где $n$ -- некоторый номер состояния. Т.е. $r_0$ -- это геометрия, вытащенная из вращательных постоянных $B_0$.

В любом случае, правда, это подразумевает некоторое расположение атомов друг относительно друга. Но, да, в основном вращательном состоянии, когда нет никаких внешних полей и т.д. "ориентация" этой молекулы (т.е. вектора, протянутого между атомами) будет распределена равномерно по сфере.

[Munin]

Formalizator в сообщении #1207156 писал(а):

Рассмотрим молекулу хлороводорода $\mathrm{HCl}$. Получается квантовый осциллятор-ротатор. Какой будет геометрия этой молекулы в основном колебательно-вращательном состоянии? Неужели сферически симметричная? :?:

Вы удивитесь, но да. Очевидный ответ.

[madschumacher]

Munin в сообщении #1207269 писал(а):

Вы удивитесь, но да. Очевидный ответ.

Вы не совсем то "геометрией молекулы" называете (а если честно, то совершенно не то). У этого термина есть зарезервированный смысл: расположение ядер друг относительно друга. А то, что в основном вращательном состоянии 2х атомная (да впрочем и любая другая) молекула имеет произвольную ориентацию в пространстве -- это уже другое дело.

[Munin]

Ну, вряд ли автор вопроса был в курсе смысла термина :-)

[madschumacher]

Имхо, в том то и проблема, что не понятно, о чём в курсе аффтар. Он уж больно сильно шифруется...

[Formalizator]

madschumacher в сообщении #1207220 писал(а):

откуда Вы такую чушь только достаёте?!

Почему "чушь"?

madschumacher в сообщении #1207327 писал(а):

Вы не совсем то "геометрией молекулы" называете (а если честно, то совершенно не то). У этого термина есть зарезервированный смысл: расположение ядер друг относительно друга.

В каком источнике этому термину сопоставлен указанный смысл?

[madschumacher]

Formalizator в сообщении #1207462 писал(а):

В каком источнике этому термину сопоставлен указанный смысл?

В статьях и работах, посвященных определению этой самой геометрии молекул, например.
Но Вы для начала бы могли бы прочесть статью в Вики на эту тему. Более специализированное перечисление видов геометрий молекул можно найти в статье на другом ресурсе.
На этом же ресурсе Вы можете найти экспериментальные геометрии некоторых молекул, которые были исследованы недавно, причем вместе с ссылками на соответствующие статьи (пример).