И.Г. Каплан - Введение в теорию межмолекулярных взаимодействий

КАПЛАН И. Г. Введение в теорию мюимолекулярпых взаимодействий.— М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1982 — 312 с. Приведены классификацил и лодробпая сравпвтельпая характеристика различных ташов меятмойекулярных сил и их связь с физическими свойствами молекул. Изложены тоорил н методы расчета межмолекулярных взанмодеиствий па близкттх, промежуточных и далеких расстояниях. Отдсльпо веадолены приблюкенные методы расчета взаимодействия болыпих молокул.

Наряду с излолсением квантовомехапнческой теории можмолекулярных взаимодействий, в ктиго большое посто стводоно сбруи<цените полуаыпирическнх модельных потенциалов и мотодов их нахождения, в том чнсле методов прямото восстановления потенциала из экспериментальных данных. Рнс. 47. Табл. 63.

Бнбл, 815 наав. 1704060000 — 043 К 053(02]-82 © иааателкатае «Наука». рлаакаи реиакции Физико-математическое литературы, Изз ОГЛАВЛКНИК Предисловие, Вводопио 5 1. Зпачопио изучош<я можмолояулярлых взаимодействии; гшцпфвка вродмота 5 2, Пратк<ш исторпчсскш< очоря зволшцпп прсдсташп<ппй и мояп<олокуляриых силах Г л а в а 1.

Ссоре»<сппыс кваптовомехапические прсдстаюшиия о межмолекулярпых взаимодействиях (качеетвеш<аи ж<ртюю) Я 1, Бищош(пя мон<молокулярпых потепцяалов и классв$икация т<шов воалмодойствий з 2. Характеристика различных типов можмолокулярпых взапмодойствий . 2,1. Прямив олектростатичоскио воапмодойствпя (20), 2.2, Полярпзацпонпыо нзаимодойствпя (36). 2.3. Рооопапспыо взаимодействия (42). 2.4. Учет запавдывапил прп дальподойствувщпх взапмодоиствпях (44). 2.6. Учет р<- лятввнстских аффектов; маглптпыо взенмоделствпл (43). 200 Обменпые взаи»<одой!сталя! лоренсо заряда (00]. 5 3. 1!окоторыо спектроскопическио и физико-хпмпчоскио ировилшпо! можлшлокулярпых взаимодойст<пш .

3 1. Обрааовапие ди(<еров (50). 3.2. Водородпая сшвн (03). З.З. Взаимодействие мол<ду макроскошг<оскими те<от и (74). Г л а в а П. Расчет меяшолекуляриых взаимодействий па далеких раеетолпилх 1 1. Мультипольлое разлон<опие опергии взаимодействия 1.1. Вывод общих формул для разло<кошш опоратора кулопозспого взаимодействия (70). 1.2. Эпергпя взаимодойствил двух атомов в о-состояпиях (80).

1.3. Дисперсио<шыо и ппдукциоппыо вааимодойствия молокулярпых спетом (00). 1.4. Мотоды расчота диспорсиоппых постолппых ((!4), 5 2. Сходямооть мультипольпого рвало<копия 2.1. Ряд теории возмущоиий к мульпшольпее разложошю (104). 2.2. Исследозапие сходимости мультипольпого разложопия (108). 2,3. Устрапеяке расходимости, Метод <шеразлоя<ош<ых» энергий (113), 6 3. Мотоды расчота дальподойствующих вааиыодойствий можду большими молокуламп 20 2(! 20 бб 7!! 70 1(М! ОГЛАВЛБННБ 3.1. Модольпый расчет Салема диспорсионпого взаимодействия двух насыщенных цепей (117). 3.2.

Мотод вэаимодонствня связей (121). 3.3. Метод точечных зарядов (127). 3.4. Дисперснопные взаимодсйствил сопрли<оппых молокул. Монопольное приблил<сине Лондона (130). Г л а в а П1, Расчет мог«молекулярных взаимодействий па проис<«уточпых и близких расстолниях 5 1, Теория возмущонпй с учетом электронного обмена 1Л. Неоднозначность ряда тоорпи возмущен«й прп учо<о обмена (134). 1.2, Несимметричная по гамильтон«злу теория возмущо<ши (137).

1.3. Подходы, позволжощво применять стапдартпу<о теорию возмущений Релея — Шредингера (150). 1 2. Барпациопныо методы 2Л. Введение (100). 2.2. Расчеты в приблнжонин метода самосогласованного полн (162), 2.3. Учет электроппой корреляции (107). 2.4. Пркменение метода валсптпых свяэой к расчету ь<сжмолекуллрных взаимодействий (171) 2.5. М етоды, применяющиеся для расчета больших систем: методы молекулярных фрагментов и РСЬЬО (175). 5 3. Статистический метод.... 3.1. Связь между полной эпоргней и олоктрогп<ой плотностью (180). 3.2. Примепепне статистической модели к вычислению мел<молекулярных потепциалов (182), Г л а в а 1У. Э<(«))скты псадднтивкости в межмолекулярпых взаимодействиях 5 1.

Проявлопие эффектов пеадднтивностн ..., 5 2, Расчот мпогочастнчпых взаимодействии 2.1. Неаддитнвпость дальподенствующнх сил, Трох исти <пьш дисперсиопныо силы Аксильрода — Теллера — Муто (104). 2.2. Расчет мпогочастнчных сил па ближ<их и промея<уточпых расстояниях вариациоппым методом (202). 2.3. Нсаддитпвпость н атом-атомнал схема расчета (208). 2,4.

Блкяпие химической свлэи па неаддитивпость атом-атомных взаимодействий (216), Г л а в а Ч. Нахождение межмолеиулярных потенциалов нз эксперимента 5 1. Полуэмпирическно модельные потенциалы 1.1. Модельные потенциалы с твердой сферой (219). 1,2, Потенциал Ленпарда-Джонба (220). 1.3. Модиф<п<ации потенциала Леппарда-Да<овса (221). 1„4. Потенциал Букипгема (223). 1.5. Модификации потенциала Букипгема (224).

1.6. Потенциалы, описывающие спектроскопическио свояства двухатомпых молекул (226), 1.7. Аннзотропныо потепцналы'(231). 1.8. Экранированный «улоповский потопциал (235). 1.0. Потонциал Бориа — Майера (237). 1,10. Многопараметрический потенциал Бойса — Шов нтта (237). 1.11. Составные («усочные) поте<шпалы (238), 5 2. Определение параметров модельных потенциалов 2.1. Процодура подгонки параметров (241). 2,2. Макроснопические свойства как источник информации о межмоленулярных потенциалах (245).

2.3. Расселине в молокулярных пучках (253). $ 3. Босстановленне потенциала по эксперимоптальпым данным 134 134 100 130 100 !90 104 2 (<3 210 241 258 оглавлпнип 3.1, Мотод 1'идборга — 1(лейна — Риса (258). 3.2. Решенно обратной еадачн рассеяния (260). З.З.

Восстановление потенциала иа термофиаичеснпх данных (207). Прилогасння 1. Таблицы 1.1. Таблица основных фиепческих постоянных 1,2. Система атомных единиц. 1.3. Таблица поревода енергетичосних единиц 11. 11ратнно сведения пз нваптовой теории мпогослонтропных систем 0 1. Лднабатнчесное приближение . 1 2, Метод самосогласоваппого поля; учат олектроппой корреляции .

1 3. Тоория возмущопий . 3. 1. Формалоеиы Брнлшоопа — Вигпора н Ролоя — Шредингор» (281). 3.2. Бариацпоппая теории восмущеппй(286). 3. 3, Лспмпто гнчоскио раелошепия; аппронсима~ты Подо (288). Литература 271 271 271 271 272 273 273 270 281 291 ШЕДИСЛОВИК Теория межмолекулярпых вааимодействий является в настоящее время столь широко разросшейся областшо пауки, что практически певозмоькно охватить весь этот огромшвй н разнородный материал в одной сравнительно небольшой по об"ьому книге. С проявлением мензмолекулярпых (мепгатомпых) сил приходится сталкиваться как при рассмотрении элементарных актов столкповешзй инертных атомов, так н при изучении процессов взакмодойствия сложных биологически активных молокул и ыакроскопкческих тел, при исследования процессов адсорбцив па поворхпости, при нахождении равновесной геометрии кристаллов и во многих других процессах. Поэтому при отборе материала приходится идти па определенные ограничения.

При написании настоящей книги автор поставил пород собой две, на первый взгляд, исключающие друг друга задачи: с одной стороны, помочь читателю войти в физику процесса межмолокулярного взаимодействия, с другой стороны, дать критпческоо изложение современного состояния теории, переживающей в послодние годы период интенсивного развития. В связи с этим материал книги распадается на два разных по характеру нзлозкепня копцептра. Гл. 1, гл. 1У (з 1), гл. У содержат качественный материал и рассчитаны па широкий круг читателей: фиаиков и специалистов из сментных областей химии и биологии, ягелающих получить общие представления о природе меп~молекулярных сил и научиться использовать эти представления прн анализе механизма нсслодуомых процессов.

Другая часть материала книги (гл. 11, 11(, гл. 1У (з 2)) ориентирована на физиков-теоретиков и квантовых химиков. Основное внимание здесь уделяется обсуждепизо специфики п сравнительных достоинств различных методов расчета межмолекулярных взаимодействий. Некоторые подходы еще пе оформились в окончательном виде, в частности, это относится к теории возмущений с учетом обменных эффектов, методу атом-атомных потенциалов. В таких случаях автор старался по возможности об ьектизпо отразить основные подходы и точки зрения, оставляя, естественно, эа собой право па авторский акцент. пгндисловив В стандартных руководствах по квантовой механике материал по»геж»голокуллрным взаимодействиям либо вообще отсутствует, либо сводитсл к обсуждению закона убывания энергии взаимодействия па больших расстояниях. Взаимодействия па близких расстояпнлх относят к химическим и в лучшем случае лишь упоминают, что опи экспопепциально убывают с расстоянием.