动车组的轨道与常规轨道有什么区别?
正如在原子轨道理论中,氢原子的严格解提供了进一步发展的理论模式,氢分子离子H2+中,单个电子在固定核间距R的双质子场中的波动方程解,是分子轨道理论进程中的基石。H2+的分子轨道用符号σ、π、…表征,对应于精确解中的量子数m=0,±1,±2,…,它描述相对于核间距R的轨道对称行为。此外,还需用g和u表征相对于分子中心反演的对称行为。综合起来,H2+的分子轨道用σg、σu、πg、πu、…等符号表征,借助精确求解固定核间距R的波动方程获得。图1给出两个最低轨道1σg和1σu的能量E随R的变化曲线。1σg能级有一极小值-1.20Ry(里德伯能量),出现在R=2a0处(a0为玻尔半径,图2),代表基态;当R增大以至无穷时,1σg能量趋近-1.0Ry。两者差值0.20Ry就是H娚的离解能。1σu的行为不同,能量随R减小而单调上升,显示排斥态的本质。1σg和1σu也被称作成键轨道和反键轨道。1σg均取正值,1σu则在中心两端发生符号变化,但极值均出现在质子所在处,且伴随R变小;1σg在核间区数值增大,描写了电子在分子中的转移。随着R的增大,1σg和1σu的函数值渐近于式⑴~⑵:
图3
给出R=2a0时,1σg和1σu轨道的精确值和按式⑴与⑵的近似值的比较,说明式⑴与⑵的近似程度是很好的。式⑴和⑵表示,分子轨道可以近似地当作原子轨道的线性组合,简写为LCAO(见量子化学计算方法)。当R很大时,结果是准确的,即使R达到分子核间距大小时,也给出不错的结果。这一点启发了对复杂分子也可采用LCAO方法去寻找近似分子轨道。这是因为在分子中,靠近一个核的电子主要受到该核的势场的作用;而受到其余核的联合作用,则小得多,因此在近核处,分子轨道必定近似于该核的原子轨道。对于整个空间的任何一点,可以设想分子轨道由有关的原子轨道线性组合而成。一般的形式是:
式中ψ 代表分子轨道或轨函;φv是属于各组成原子的原子轨道;cv是待定系数,由变分法确定。还应指出,LCAO是一种可行的近似方式,但不是唯一的近似方式。
任意双原子分子的分子轨道用原子轨道线性组合法LCAO近似来讨论任意双原子分子中,分属两个原子的一对原子轨道形成分子轨道的最优条件。这时,式⑶采取以下简单形式:ψ=c1φa+c2φb ⑷
代入波动方程Hψ=Eψ,得到近似能级E:
式中Haa和Hbb分别是原子轨道φa和φb的库仑积分,可看作φa和φb的能量,即Haa=Ea,Hbb=Eb;Hab=β称共振积分,与φa和φb的重叠情况有关,一般取负值,Sab称重叠积分,可当作零处理,而不影响定性结论。最优条件由E取极值确定,即:
上式给出一组c1、c2的齐次方程组,由系数组成的久期方程(见休克尔分子轨道法)得到: 设Ea
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