2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки


Правила форума


В раздел Пургаторий будут перемещены спорные темы (преимущественно псевдонаучного характера), относительно которых администрация приняла решение о нецелесообразности продолжения дискуссии.
Причинами такого решения могут быть, в частности: безграмотность, бессодержательность или псевдонаучный характер темы, нарушение автором принципов ведения дискуссии, принятых на форуме.
Права на добавление сообщений имеют только Модераторы и Заслуженные участники форума.



Начать новую тему Ответить на тему На страницу Пред.  1 ... 6, 7, 8, 9, 10  След.
 
 Re: трёхэлектронная связь в бензоле
Сообщение14.06.2016, 01:20 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72408
А "Пургатория" в "Химии" нет? Тогда я за закрытие.

 Профиль  
                  
 
 Re: трёхэлектронная связь в бензоле
Сообщение14.06.2016, 09:03 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


28/04/16
2231
Внутри ускорителя
Ну может и Физический Пургаторий подойдет, все ж по химфизике много что было бредового сказано.

 Профиль  
                  
 
 Re: трёхэлектронная связь в бензоле
Сообщение26.02.2017, 22:11 


06/07/15
51
Любителям квантовой химии посвящается.


Анализ теории резонанса с позиции квантовой механики.

Если рассматривать теорию резонанса с позиции квантовой механики (рассмотрим квантовую суперпозицию) то строго говоря она ей противоречит. Ведь ква́нтовая суперпози́ция это суперпозиция состояний, которые не могут быть реализованы одновременно с классической точки зрения (например, корпускулярно-волновой дуализм).

Для примера рассмотрим два квантовых состояния (реально существующие) которые описываются волновыми функциями ψ1 и ψ2. Из принципа суперпозиции однозначно следует, что и их линейная комбинация (ψ3 = С1ψ1 + С2ψ2) будет третьим квантовым состоянием (также реально существующим), которое будет описываться волновой функцией ψ3. Что это значит? То, что измерение определенной физической величины d в состоянии |ψ1> даст результат d1, а при измерении величины d в состоянии |ψ2> даст результат d2. Когда же реализуется третье квантовое состояние |ψ 3>, то при измерении физической величины квантовая система будет принимать значения d1 и d2 с частотой соответственно |С1|^2 и |С2|^2. То есть в квантовом состоянии |ψ3> мы при многочисленных измерениях будем иметь иногда величину d1, а иногда d2 (с определенной, известной частотой). Но именно этого в теории резонанса быть не может.

Рассмотрим для простоты резонанс двух Кекулевских структур без учета структур Дьюара. Тогда в теории резонанса принимается, что |ψ1> это квантовое состояние 1, которое описывает резонансную структуру 1, |ψ2> это квантовое состояние 2, которое описывает резонансную структуру 2. Линейная же их комбинация (ψ3 = С1ψ1 + С2ψ2) будет как обычно третьим квантовым состоянием |ψ3>, которое будет описываться волновой функцией ψ3 и будет описывать реальную молекулу бензола (резонансный гибрид). Коэффициенты С1 и С2 будут указывать вклады резонансных структур (Кекулевских структур) в реальную молекулу бензола (резонансный гибрид) (для нашего случая их принимают равными 1/2, С1=С2=0,5), которая не может быть описана отдельными резонансными структурами (Кекулевскими структурами).
Отметим, что реальная молекула бензола она действительно реальная и единственная, и никак не может иметь дискретное описание, то есть при измерениях мы никогда не "увидим" то одну молекулу Кекуле (резонансную структуру 1), то другую (резонансную структуру 2), а это прямо противоречит принципу квантовой суперпозиции. Более того, принимаемые в теории резонанса Кекулевские структуры (резонансные структуры) это идеальные структуры, которые не существуют в реальности, ведь у них все связи равны и это не смотря на чередование одинарных и двойных С-С связей, которые в реальности имеют разную длину. Поэтому принцип квантовой суперпозиции (для теории резонанса) не исполняется даже для квантовых состояний ψ1 и ψ2, ведь поскольку резонансных гибридов нет в реальности, то и никакую физическую величину (реальную) мы измерить не сможем.
Если же в качестве резонансных гибридов ми примем реальные "искривленные" структуры Кекуле со связями, которые имеют разную длину, то тогда теория резонанса не будет иметь смысла, так как при переходе от одной структуры к другой будут изменятся межъядерные расстояния. Но тогда принцип квантовой суперпозиции будет применим ко всем трем квантовым состояниям (для |ψ1> и |ψ2> это очевидно, а для |ψ3> будем иметь то одну "искривленную" структуру Кекуле, то другую, с частотой 50 : 50).
В действительности никакого изменения длин связей нет, поэтому в химии это не применимо.
И поэтому допущение, что реальная молекула бензола это что-то среднее между резонансными структурами это гениальное химическое допущение, пускай не строгое с позиций квантовой механики, но которое дало возможность качественно и количественно описать молекулу бензола, которую не смогли изобразить одной формулой.

Этот пример четко показывает, что в фундаментальных вопросах химия все-таки не сводится к физике, здесь есть своя «химическая» изюминка. И еще, та же теория резонанса Л. Полинга буквально изменила химию, оказала глубочайшее влияние на умы химиков (я уже не говорю о педагогическом влиянии теории резонанса) и уже очень давно нет учебника по органической химии где бы не было теории резонанса. Но все же необходимо отметить, что при усложнении молекулы (пиридин, нафталин, антрацен и т. п.) количественные расчеты становились затруднительными (для корректного расчета нафталина необходимо учитывать приблизительно 40 резонансных структур) и поэтому начали применять метод МО.

P.S. Резонансные структуры (структуры Кекуле с одинаковыми С-С связями) это не электронные таутомеры.
Реальная молекула бензола является единственной и никакой таутомерии не существует. Некорректно представлять реальную молекулу бензола как результат переходов между электронными таутомерами (электроны в бензоле не перемещаются от одной связи к другой). Существует одна молекула бензола, которая имеет постоянное распределение электронов во времени и которая не может быть представлена в виде дискретного описания. Поэтому в теории резонанса принимается, что каждая резонансная структура имеет свой вклад в резонансный гибрид (в реальную молекулу бензола) (обычно химики определяют вклад "наглазными" методами). И третье квантовое состояние |ψ3> описывает реальную молекулу бензола (резонансный гибрид), которая представляет собой нечто среднее между резонансными структурами (вспомним вклад каждой резонансной структуры в реальную молекулу бензола).

 Профиль  
                  
 
 Re: трёхэлектронная связь в бензоле
Сообщение26.02.2017, 23:48 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72408
chemist777 в сообщении #1195648 писал(а):
Ведь ква́нтовая суперпози́ция это суперпозиция состояний, которые не могут быть реализованы одновременно с классической точки зрения (например, корпускулярно-волновой дуализм).

Для примера рассмотрим два квантовых состояния (реально существующие) которые описываются волновыми функциями ψ1 и ψ2. Из принципа суперпозиции однозначно следует, что и их линейная комбинация (ψ3 = С1ψ1 + С2ψ2) будет третьим квантовым состоянием (также реально существующим), которое будет описываться волновой функцией ψ3. Что это значит? То, что измерение определенной физической величины d в состоянии |ψ1> даст результат d1, а при измерении величины d в состоянии |ψ2> даст результат d2. Когда же реализуется третье квантовое состояние |ψ 3>, то при измерении физической величины квантовая система будет принимать значения d1 и d2 с частотой соответственно |С1|^2 и |С2|^2. То есть в квантовом состоянии |ψ3> мы при многочисленных измерениях будем иметь иногда величину d1, а иногда d2 (с определенной, известной частотой). Но именно этого в теории резонанса быть не может.

Полный бред и двойка за квантовую механику.

 Профиль  
                  
 
 Re: трёхэлектронная связь в бензоле
Сообщение27.02.2017, 00:07 


06/07/15
51
Munin в сообщении #1195672 писал(а):
chemist777 в сообщении #1195648 писал(а):
Ведь ква́нтовая суперпози́ция это суперпозиция состояний, которые не могут быть реализованы одновременно с классической точки зрения (например, корпускулярно-волновой дуализм).

Для примера рассмотрим два квантовых состояния (реально существующие) которые описываются волновыми функциями ψ1 и ψ2. Из принципа суперпозиции однозначно следует, что и их линейная комбинация (ψ3 = С1ψ1 + С2ψ2) будет третьим квантовым состоянием (также реально существующим), которое будет описываться волновой функцией ψ3. Что это значит? То, что измерение определенной физической величины d в состоянии |ψ1> даст результат d1, а при измерении величины d в состоянии |ψ2> даст результат d2. Когда же реализуется третье квантовое состояние |ψ 3>, то при измерении физической величины квантовая система будет принимать значения d1 и d2 с частотой соответственно |С1|^2 и |С2|^2. То есть в квантовом состоянии |ψ3> мы при многочисленных измерениях будем иметь иногда величину d1, а иногда d2 (с определенной, известной частотой). Но именно этого в теории резонанса быть не может.

Полный бред и двойка за квантовую механику.


Не спамите.

P.S. Здесь рассматривается квантовая суперпозиция или иными словами суперпозиция "волновых функций", а суперпозиция волновых явлений (поля) к этому не имеет никакого отношения.

 Профиль  
                  
 
 Re: трёхэлектронная связь в бензоле
Сообщение27.02.2017, 00:16 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


02/08/11
5883
Это бред хотя бы потому, что если $\psi_3$ — это суперпозиция $\psi_1$ и $\psi_2$, то $\psi_1$ — это суперпозиция $\psi_2$ и $\psi_3$, а $\psi_2$ — это суперпозиция $\psi_1$ и $\psi_3$.

 Профиль  
                  
 
 Re: трёхэлектронная связь в бензоле
Сообщение27.02.2017, 00:32 


06/07/15
51
warlock66613 в сообщении #1195676 писал(а):
Это бред хотя бы потому, что если $\psi_3$ — это суперпозиция $\psi_1$ и $\psi_2$, то $\psi_1$ — это суперпозиция $\psi_2$ и $\psi_3$, а $\psi_2$ — это суперпозиция $\psi_1$ и $\psi_3$.



Перед тем как писать откройте учебник по органической химии (3 курс, 1 семестр, теория резонанса, начала оргхимии...).

P.S. Квантовая суперпозиция (суперпозиция "волновых функций"). Вы меня реально утомили.

 Профиль  
                  
 
 Re: трёхэлектронная связь в бензоле
Сообщение27.02.2017, 00:41 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


28/04/16
2231
Внутри ускорителя
chemist777 в сообщении #1195648 писал(а):
ведь у них все связи равны и это не смотря на чередование одинарных и двойных С-С связей, которые в реальности имеют разную длину.

Движения ядер, которое отвечает за изменение длин связей, на несколько порядков медленнее, чем движения электронов, которое и описывает теория резонанса (гуглите "Приближение Борна-Оппенгеймера). :wink:
chemist777 в сообщении #1195648 писал(а):
И поэтому допущение, что реальная молекула бензола это что-то среднее между резонансными структурами

К сожалению, Вы не поняли теорию резонанса. Не "молекула бензола", а "электронная подсистема в молекуле бензола". Я рад, что Вы начали изучать вещи, которые Вы обязаны знать после изучения Химии на уровне ВУЗов основы теорий химической связи, правда, очень рад.
Но все теории химической связи (ВС, и следовательно, теория резонанса, и МО) -- это песня о том, как удачно выбрать начальное приближение, и, как-то минимально его уточнить. В пределе (когда включать по соответствующей схеме всё больше электронных конфигураций) при расчете, все теории дают ровно одно и то же.

Для более подробного начального ознакомления рекомендую прочесть эту статью -- она хорошая. :wink:

 Профиль  
                  
 
 Re: трёхэлектронная связь в бензоле
Сообщение27.02.2017, 00:42 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


02/08/11
5883
chemist777, речь идёт не о химии, а базовых сведениях из квантовой механики, а конкретно об отсутствии в ней чего-то похожего на принцип квантовой суперпозиции, как он изложен вами.

 Профиль  
                  
 
 Re: трёхэлектронная связь в бензоле
Сообщение27.02.2017, 00:44 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


28/04/16
2231
Внутри ускорителя
chemist777 в сообщении #1195682 писал(а):
Перед тем как писать откройте учебник по органической химии (3 курс, 1 семестр, теория резонанса, начала оргхимии...)

Уточните какой учебник Вы имеете в виду, т.к. warlock66613 абсолютно прав, что можно проверить в любом приличном учебнике по квантовой механике (например, ЛЛ3). :|

Но это весьма странно аппелировать по поводу квант.меха к непрофильным книгам. :lol:

 Профиль  
                  
 
 Re: трёхэлектронная связь в бензоле
Сообщение27.02.2017, 00:49 


06/07/15
51
madschumacher в сообщении #1195685 писал(а):
chemist777 в сообщении #1195648 писал(а):
ведь у них все связи равны и это не смотря на чередование одинарных и двойных С-С связей, которые в реальности имеют разную длину.

Движения ядер, которое отвечает за изменение длин связей, на несколько порядков медленнее, чем движения электронов, которое и описывает теория резонанса (гуглите "Приближение Борна-Оппенгеймера). :wink:
chemist777 в сообщении #1195648 писал(а):
И поэтому допущение, что реальная молекула бензола это что-то среднее между резонансными структурами

К сожалению, Вы не поняли теорию резонанса. Не "молекула бензола", а "электронная подсистема в молекуле бензола". Я рад, что Вы начали изучать вещи, которые Вы обязаны знать после изучения химии на уровне ВУЗов основы теорий химической связи, правда, очень рад.
Но все теории химической связи (ВС, и следовательно, теория резонанса, и МО) -- это песня о том, как удачно выбрать начальное приближение, и, как-то минимально его уточнить. В пределе (когда включать по соответствующей схеме всё больше электронных конфигураций) при расчете, все теории дают ровно одно и то же.

Для более подробного начального ознакомления рекомендую прочесть эту статью -- она хорошая. :wink:



Вы как всегда ничего не поняли...
При чем здесь движение ядер? Это что за бред?
Вы когда отвечаете это что, просто случайный набор букв?

 Профиль  
                  
 
 Re: трёхэлектронная связь в бензоле
Сообщение27.02.2017, 00:53 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72408
chemist777 в сообщении #1195689 писал(а):
При чем здесь движение ядер? Это что за бред?

При том, что вы его упомянули. И да, вы бредите.

 Профиль  
                  
 
 Re: трёхэлектронная связь в бензоле
Сообщение27.02.2017, 01:00 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


28/04/16
2231
Внутри ускорителя
chemist777 в сообщении #1195689 писал(а):
При чем здесь движение ядер? Это что за бред?

Всё очень просто. Спойлер: ответ в рамках этой самой теории резонанса.
Чтобы увидеть различие в длинах связи, ядра должны прийти (отрелаксировать) к равновесному положению, отвечающему "расположению электронов", задаваемым одной из формул Кекуле. Для этого необходимо, чтобы электроны жили в этой конфигурации достаточно большое количество времени для этого процесса релаксации.
Но, электроны двигаются очень быстро, существенно быстрее ядер, в результате 2 конфигурации, отвечающие разным формулам Кекуле, переходят друг в друга оооочень быстро.
Поэтому ядра не видят, что есть 2 разные конфигурации вокруг них, и длины связей "уравновешиваются".

На пальцах это звучит многословно, но с использованием формул всё существенно проще.

chemist777 в сообщении #1195689 писал(а):
Вы когда отвечаете это что, просто случайный набор букв?

Жаль, что для Вас это выглядит так. :?

 Профиль  
                  
 
 Re: трёхэлектронная связь в бензоле
Сообщение27.02.2017, 01:06 


06/07/15
51
Munin в сообщении #1195690 писал(а):
chemist777 в сообщении #1195689 писал(а):
При чем здесь движение ядер? Это что за бред?

При том, что вы его упомянули. И да, вы бредите.


Да. Я упомянул. Но в каком контексте? Это не имеет отношение к сказанному, оно далеко от него на парсеки.

Меня утомил ваш троллинг. Если и далее будет троллинг я не буду отвечать.

 Профиль  
                  
 
 Posted automatically
Сообщение27.02.2017, 01:11 
Админ форума
Аватара пользователя


19/03/10
8952
 i  Тема перемещена из форума «Химия» в форум «Пургаторий (Мд)»
Причина переноса: отсутствие у "Химии" собственного Пургатория.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 136 ]  На страницу Пред.  1 ... 6, 7, 8, 9, 10  След.

Модераторы: Jnrty, Модераторы, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group