Hóa lượng tử | Khái niệm hoá học

Hóa học lượng tử là ngành hóa học ứng dụng cơ học lượng tử để quyết các vấn đề cơ bản của hóa học như miêu tả tính chất điện của các nguyên tử và phân tử liên quan đến các phản ứng hóa học giữa chúng. Nên tảng của hóa lượng tử là mô hình sóng về nguyên tử, coi nguyên tử được tạo thành từ một hạt nhân mang điện tích dương và các electron quay xung quanh. Để biết được sự phân bố xác suất các electron chuyển động xung quanh người ta phải giải phương trình Schrödinger.


Hóa học lượng tử là ngành hóa học ứng dụng cơ học lượng tử để quyết các vấn đề cơ bản của hóa học như miêu tả tính chất điện của các nguyên tử và phân tử liên quan đến các phản ứng hóa học giữa chúng. Hóa lượng tử nằm ở ranh giới giữa hóa học và vật lý do nhiều nhà khoa học thuộc hai lĩnh vực này phát triển.

Nền tảng của hóa lượng tử là mô hình sóng về nguyên tử, coi nguyên tử được tạo thành từ một hạt nhân mang điện tích dương và các điện tử quay xung quanh. Tuy nhiên, không giống như mô hình nguyên tử của Bohr, các điện tử trong mô hình sóng là các đám mây điện tử chuyển động trên các quỹ đạo và vị trí của chúng được đặc trưng bởi một phân bố xác suất chứ không phải là một điểm rời rạc. Để biết được phân bố xác suất, người ta phải giải phương trình Schrödinger. Điểm mạnh của mô hình này là nó tiên đoán được các dãy nguyên tố có tính chất tương tự nhau về mặt hóa học trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Mặt khác, theo nguyên lý bất định, vị trí và năng lượng của các hạt này lại không thể xác định chính xác cùng một lúc được.

Mặc dù cơ sở toán học của hóa lượng tử là phương trình Schrödinger, nhưng đa số mọi người chấp nhận rằng tính toán chính xác đầu tiên trong hóa lượng tử là do hai nhà khoa học người Đức là Walter Heitler và Fritz London tiến hành đối với phân tử hiđrô (H2) vào năm 1927. Phương pháp của Heitler và London được nhà hóa học người Mỹ là John C. Slater và Linus Pauling phát triển và trở thành phương pháp liên kết hóa trị (còn gọi là phương pháp Heitler-London-Slater-Pauling). Trong phương pháp này, người ta quan tâm đến các tương tác cặp giữa các nguyên tử và do đó, có liên hệ mật thiết với hiểu biết của các nhà hóa học cổ điển về liên kết hóa học giữa các nguyên tử.

Một phương pháp khác được Friedrich Hund và Robert S. Mulliken phát triển, trong đó, các điện tử được miêu tả bằng các hàm sóng bất định xứ trên toàn bộ phân tử. Phương pháp Hund-Mulliken còn được gọi là phương pháp quỹ đạo phân tử khó hình dung đối với các nhà hóa học nhưng lại hiệu quả hơn trong việc tiên đoán các tính chất so với phương pháp liên kết hóa trị. Phương pháp này chỉ được dễ hình dung khi có sự giúp đỡ của máy tính vào những năm gần đây.

hinh-anh-hoa-luong-tu-103-0

Tổng số đánh giá:

Xếp hạng: / 5 sao


Chia sẻ

Các khái niệm hoá học liên quan




Ankadien

Ankadien, Dien hay Diolefin là tên gọi của các hiđrôcacbon không no, mạch hở có 2 liên kết nối đôi trong phân tử. Công thức chung của dãy đồng đẳng Ankadien là: CnH2n-2 (n ≥ 3).


Xem chi tiết




Sợi thủy tinh

Thuỷ tinh vốn có tính rất giòn. Thế nhưng khi đem thuỷ tinh gia nhiệt rồi kéo thành sợi mảnh như sợi tóc, hành sợi thuỷ tinh, thì sợi thủy tinh hầu như mất hết tính chất vốn có của mình và trở thành mềm mại mà độ bền chắc hầu như tương đương với sợi thép có cùng kích thước.
Thế thì sợi thủy tinh có tác dụng gì?


Xem chi tiết




tơ thiên nhiên

Tơ thiên nhiên là những vật liệu polime lấy từ nguồn động vật, thực vật hoặc khoáng vật, có thể sử dụng trực tiếp làm tơ không cần phải chế biến thêm bằng phương pháp hóa học. Trong số hơn 125 dạng tơ, nằm trong sự phân loại của dạng tơ thiên nhiên thì chỉ có 5 dạng có khả năng kéo thành sợi là bông, len, tơ tằm, gai và amiang.


Xem chi tiết




Bụi và sol khí

Bụi là những chất ở dạng rắn hay lỏng có kích thước nhỏ, nhờ sự vận động của không khí trong khí quyển mà nó có thể phân tán trong một diện rộng. Sol khí là hỗn hợp những hạt keo lơ lửng phân tán trong không khí với kích thước dp < 1 micromet, chúng tương đối bền, khó lắng và là nguồn gốc tạo ra các nhân ngưng tụ, hình thành mưa.


Xem chi tiết




Đồng vị

Với mỗi nguyên tố, số lượng proton trong hạt nhân nguyên tử là cố định bằng và đúng bằng số thứ tự Z của nguyên tố trong hệ thống tuần hoàn. Số điện tích dương của hạt nhân đúng bằng số proton có trong hạt nhân trong khi đó số lượng notron trong hạt nhân nguyên tử có thể khác nhau. Đồng vị là những dạng nguyên tử khác nhau của cùng một nguyên tố hóa học mà hạt nhân nguyên tử của chúng tuy có cùng số proton song lại khác nhau số notron (do đó khác nhau về số khối).


Xem chi tiết


Xem tất cả khái niệm hoá học


Một số định nghĩa cơ bản trong hoá học.


Mol là gì?

Trong hóa học, khái niệm mol được dùng để đo lượng chất có chứa 6,022.10²³ số hạt đơn vị nguyên tử hoặc phân tử chất đó. Số 6,02214129×10²³ – được gọi là hằng số Avogadro.


Xem thêm



Độ âm điện là gì?

Độ âm điện là đại lượng đặc trưng định lượng cho khả năng của một nguyên tử trong phân tử hút electron (liên kết) về phía mình.


Xem thêm



Kim loại là gì?

Kim loại (tiếng Hy Lạp là metallon) là nguyên tố có thể tạo ra các ion dương (cation) và có các liên kết kim loại, và đôi khi người ta cho rằng nó tương tự như là cation trong đám mây các điện tử.


Xem thêm



Nguyên tử là gì?

Nguyên tử là hạt nhỏ nhất của nguyên tố hóa học không thể chia nhỏ hơn được nữa về mặt hóa học.


Xem thêm



Phi kim là gì?

Phi kim là những nguyên tố hóa học dễ nhận electron; ngoại trừ hiđrô, phi kim nằm bên phải bảng tuần hoàn.


Xem thêm


Những sự thật thú vị về hoá học có thể bạn chưa biết


Sự thật thú vị về Hidro

Hydro là nguyên tố đầu tiên trong bảng tuần hoàn. Nó là nguyên tử đơn giản nhất có thể bao gồm một proton trong hạt nhân được quay quanh bởi một electron duy nhất. Hydro là nguyên tố nhẹ nhất trong số các nguyên tố và là nguyên tố phong phú nhất trong vũ trụ.


Xem thêm



Sự thật thú vị về heli

Heli là một mặt hàng công nghiệp có nhiều công dụng quan trọng hơn bong bóng tiệc tùng và khiến giọng nói của bạn trở nên vui nhộn. Việc sử dụng nó là rất cần thiết trong y học, khí đốt cho máy bay, tên lửa điều áp và các tàu vũ trụ khác, nghiên cứu đông lạnh, laser, túi khí xe cộ, và làm chất làm mát cho lò phản ứng hạt nhân và nam châm siêu dẫn trong máy quét MRI. Các đặc tính của heli khiến nó trở nên không thể thiếu và trong nhiều trường hợp không có chất nào thay thế được heli.


Xem thêm



Sự thật thú vị về Lithium

Lithium là kim loại kiềm rất hoạt động về mặt hóa học, là kim loại mềm nhất. Lithium là một trong ba nguyên tố được tạo ra trong BigBang! Dưới đây là 20 sự thật thú vị về nguyên tố Lithium – một kim loại tuyệt vời!


Xem thêm



Sự thật thú vị về Berili

Berili (Be) có số nguyên tử là 4 và 4 proton trong hạt nhân của nó, nhưng nó cực kỳ hiếm cả trên Trái đất và trong vũ trụ. Kim loại kiềm thổ này chỉ xảy ra tự nhiên với các nguyên tố khác trong các hợp chất.


Xem thêm



Sự thật thú vị về Boron

Boron là nguyên tố thứ năm của bảng tuần hoàn, là một nguyên tố bán kim loại màu đen. Các hợp chất của nó đã được sử dụng hàng nghìn năm, nhưng bản thân nguyên tố này vẫn chưa bị cô lập cho đến đầu thế kỉ XIX.


Xem thêm


So sánh các chất hoá học phổ biến.


BaO2.8H2ONa2O2.8H2O

Điểm khác nhau về tính chất vật lý, hoá học giữa chất Bari peroxit octahidrat và chất Natri peroxit octahidrat


Xem thêm



(NH4)2S2O7BaO4

Điểm khác nhau về tính chất vật lý, hoá học giữa chất Amoni pyrosunfat và chất Bari tetraoxit


Xem thêm



NH4HF2NH4HSO3

Điểm khác nhau về tính chất vật lý, hoá học giữa chất Amoni Biflorua và chất Amoni bisunfit


Xem thêm



SOCl2SBr2O

Điểm khác nhau về tính chất vật lý, hoá học giữa chất Thionyl clorua và chất Thionyl bromua


Xem thêm