| |
Struktura molekul
| |
HESLA:
Jaderná a elektronová struktura molekul, PES, symetrie molekul, vibrace, rotace, translace, elektronová hustota, mezimolekulové síly. |
| |
Navzdory tomu, že se učebnice a monografie o chemii a biochemii hemží spoustou tzv. strukturních vzorců molekul, je třeba přiznat, že tyto vzorce jsou většinou do krajnosti zjednodušenou, placatou karikaturou skutečnosti. |
| |
| V článku nazvaném "Co je hmota" v The New York Times v roce 1905 vzpomíná profesor W. Hallock na výrok (zesnulého) profesora H. Rowlanda: "Vždyť koncertní křídlo je úplně jednoduché ve srovnání s atomem železa!". Pak je ovšem složitost (již nevelkých) molekul srovnatelná se symfonickým orchestrem... |
| |
Často je docela přijatelné tvrdit, že molekula se skládá z atomů, i když atomy „zabudované“ do molekuly do jisté míry ztrácí svoji individualitu. Zejména se mění možné stavy nejméně vázaných (valenčních) elektronů, které ovládají chemické vlastnosti. Vhodnější je popisovat molekulu jako soubor vázaných atomových jader a elektronů. Jinak řečeno, molekula je vytvořena z jader, elektronů a elektromagnetického pole (fotonů). Nejpřesnější výpočty molekulových charakteristik, řešením Schrödingerovy rovnice, začínají zadáním atomových čísel jader a celkového počtu elektronů. Pokud bychom však nezadali nic jiného, museli bychom se smířit například s tím, že alkan s 15 uhlíky má 4347 strukturních izomerů… |
| |
Pohyb elektronů, vibrace jader, rotace a translace molekuly jako celku lze považovat za nezávislé (výjimkou tu jsou molekuly, které nejsou stereochemicky rigidní). Elektronům, vibracím a rotacím přísluší diskrétní energetické stavy, jejich energie je kvantována. I translační stavy jsou v principu kvantovány, avšak translačních stavů je velmi mnoho a oddělují je tak nepatrné energetické rozdíly, že translační energii můžeme považovat za spojitou (to platí, pokud jsou rozměry nádoby makroskopické a/nebo teplota není blízká 0 K).
Celkovou energii molekuly lze tedy rozložit do čtyř příspěvků. V tomto vztahu jsou příspěvky k celkové energii seřazeny v pořadí od největšího k nejmenšímu.
|
|
|
|
