4
Можно обойтись без формул и уравнений,
если четко понимаешь физический смысл
рассматриваемого явления.
ВВЕДЕНИЕ
Начнем с вопросов, постоянно возникающих в головах здравомыслящих
людей: Откуда взялась Земля? Откуда появилось огромное количество воды,
углеводородного газа и большое количество нефти на Земле? Откуда появился
водород, столь необходимый для рождения двух жидкостей – воды и нефти на
нашей планете? Откуда взялись химические элементы, атомы которых являются
первоосновой всех веществ, реально существующих в состоянии газа, жидкости и
твердых тел?
Для того, чтобы разобраться и понять строение материи и ее свойства,
совершенно необходимо разобраться со строением атома и его свойствами.
Современные представления о строении атома, на которых основываются все
квантово-химические расчеты, не могут быть признаны удовлетворительными.
Каждая следующая модель атома должна приближать исследователей к истинному
строению атома. Но, к сегодняшнему дню, как отмечают известные химики К. Дей
и Д. Селбин, -«если мы не можем предложить модель, согласующуюся с разумной
физической картиной, то следует удовлетвориться математическим описанием».
Это как раз то, что мы имеем на сегодняшний день применительно к химическим
проблемам; математизация химии не привела к каким-либо успехам в построении
единой теории свойств атома, химической связи между атомами и химических
свойств молекул.
В 1900г. М. Планк сделал величайшее открытие (однозначно подтвержденное
экспериментально) о том, что атомы излучают (испускают) электромагнитную
энергию дискретными порциями – квантами. Энергия каждой порции прямо
пропорциональна частоте излучения
(обратно пропорциональна длине волны λ):
Е=h
=hc/λ,
где с - скорость света в вакууме.
Испускание и поглощение света происходит не непрерывно, а отдельными
порциями. Световая частица получила название фотона или светового кванта. В
1900 году П.Н. Лебедев однозначно показал, что свет оказывает давление на
встречные препятствия, т.е. световой фотон обладает свойствами частицы. Позже в
1924г. де-Бройль высказал гипотезу, смысл которой состоял в том, что
движущийся электрон, как и любая движущаяся частица, одновременно обладает
свойствами волны. На основе этой гипотезы Гейзенбергом, Дираком и
Шрёдингером была создана квантовая механика. Уравнение Шрёдингера –
основное уравнение квантовой механики, связывающее волновые свойства
электрона с его корпускулярными свойствами.
Считается, что экспериментальным подтверждением гипотезы де-Бройля
являются опыты Девиссона и Джермера, в которых изучалась дифракция
электронов на монокристалле никеля. Однако, как было показано автором в
монографии [1], интерпретация результатов опытов по дифракции электронов была
ошибочной. Оказалось, что результатом опытов Девиссона и Джермера явилось
доказательство существования в атомах никеля стационарных состояний и
дискретного поглощения энергии бомбардирующих электронов атомами никеля, но
никак не доказательство существования волновых свойств электрона.
Применение квантовой механики к вопросам и проблемам химии привело к
формированию математического аппарата в химии, т.е. – квантовой химии.