1626435897-c91cf2b6442cb8008f24e7d1becd3805 (Слетер 1963 - Электронная структура молекул)

Дж. Слэтер ЭЛЕКТРОННАЯ СТРУКТУРА МОЛЕКУЛ Перевод с английского А. Д. Суканова и В. К. Федянина Под редакцией Д. А. Б анвара ИЗДАТЕЛЬСТВО еМ И Рз Москва 1965 УДК бй0.145+541 Настоящая книга содержит подробное издожение методов квантовомеханических расчетов электронной структуры молекул, являющихся основой или важнейшей составной частью таких областей науки, как оптическая и радиоспектроскопия, квантовая электроника, теория твердого тела, структурная химия и т. п. По характеру изложения она может служить пособием при изучении теории молекул и квантовой химии.

Автор книги Джон Саэтер — известный амеряканский физик — авторитетный спепиалист в области квантовой химии, теоретической физики и автор ряда монографий и многочисленных оригинальных научных работ. Книга рассчитана на физиков и химиков,,'работающих в области физики молекул, квантовой химии, физики Н химии твердого тела. Она содержит много полезного материала для п реподавателей физических и химических факультетов университетов и других вузов и может служить дополнительным пособием для аспирантов и студентов старших курсов, спепиализируюшихся в укаэанных областях науки. Редакция литераглуры ио физике ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА ПЕРЕВОДА Автор настоящей книги, известный американский физик Джон Слэтер — один из наиболее авторитетных специалистов в области квантовой теории электронных оболочек атомов и молекул, автор ряда курсов и монографий в области теоретической физики и электроники, химической физики и квантовой химии, с именем которого связаны широко применяемые при расчетах атомов и молекул методы построения приближенных собственных функций.

Новая книга Слэтера «Электронная структура молекул», выпускаемая сейчас в переводе на русский язык, посвящена вопросам электронной структуры молекул и, будучи вполне самостоятельным произведением, представляет собой, с одной стороны, естественное продолжение вышедшего ранее капитального двухтомного труда того же автора по квантовой теории атома '), а с другой — начало задуманного автором столь же капитального труда под названием «Квантовая теория молекул и твердых тел». Трудности, связанные с уравнением Шредингера для системы многих частиц, в частности в случае потенциалов типа 1lг, характерных для молекулярных проблем, хорошо известны. Несмотря на то, что со времени первых расчетов простейших молекул (На+, Н,) прошло немногим менее сорока лет, и на то, что в результате выполненных за этот период теоретических исследований сформировался ряд важных, плодотворных точек зрения, понятий и принципов, с успехом применяемых как физиками, так н химиками, положение в области расчетов электронных оболочек молекул все же далеко от удовлетворительного.

Вместе с тем теория электронных оболочек молекул является основой теории электронных спектров и существенной частью других разделов спектроскопии и смежных с ней областей физики, таких, как теория колебательных спектров, радиоспектроскопия, теория оптических квантовых генераторов, квантовая теория твердого тела, современной структурной химии, теории химической реакционной способности молекул и т. д.

Из сказанного понятна и практическая значимость темы настоящей монографии. ') 3. С. Я 1 а ! е г, Япап!пгп Тьеогу о1 А1огп!с о!гас!пге, Чо!. ! — 2, !Чем Уог$г, 1960. Предисловие редактора перевода Среди имеющейся обзорной, учебной и монографической литературы, как зарубежной, так и отечественной, относящейся к теории электронной структуры молекул, данная монография занимает особое место потому, что ее основным содержанием является обстоятельное изложение н детальное обсуждение методов, исходных допущений и результатов наиболее типичных полных неэмпирических расчетов простых молекул; эти данные рассеяны по журнальным публикациям и излагаются в существующих монографиях обычно довольно кратко.

Поэтому появление на русском языке этой первой монографии такого типа, специально посвященной обсуждению именно неэмпирических расчетов конкретных молекул и методов таких расчетов, представляется весьма целесообразным, тем более что за последнее время в СССР круг специалистов, работающих в области квантовой теории электронных оболочек молекул, значительно расширился.

Достоинствами монографии следует считать полноту охвата материала (с учетом даты выхода оригинала), компетентность суждений автора, а также весьма удобный для читателя и методически удачный способ расположения материала — разделение его на две части: на детальную качественную трактовку принципов н результатов расчетов и на приложения, содержащие ряд математических дополнений (например, по теории групп), математическую детализацию отдельных мест основного текста, а также рассмотрение ряда важных и интересных вопросов, тесно связанных с основным текстом, но требующих более сложной техники (например, конфигурационное взаимодействие для молекулы кислорода или расчет молекулы Н,). Благодаря такому построению книги читатель, заинтересованный главным образом качественным аспектом того или иного обсуждаемого в ней вопроса, может использовать легко обозримый и разносторонне иллюстрируемый материал основного текста, тогда как читатель, интересующийся техническими деталями расчета, найдет необходимые дополнительные сведения в соответствующих приложениях.

Особенно интересны и полезны главы, посвященные изложению расчетов двухатомных молекул, теории групп и ее применениям. В отношении трактовки материала следует, как нам кажется, отметить некоторую, впрочем широко распространенную, тенденцию к переоценке возможностей метода Рутаиа и к рассмотрению его как молекулярного варианта метода самосогласованного поля Хартри — Фока. Важно подчеркнуть, что на самом деле это все же существенно различные методы, и метод Рутана ради точности следовало бы называть методом молекулярных орбиталей с самосогласованными коэффициентами ЛКАО (линейных комбинаций атомных орби- талей).

Предисловие редактора перевода При оценке результатов применения существующих в настоящее время методов расчета к вычислению энергий связей молекул (за исключением немногих простейших случаев с малым числом электронов) следует иметь в виду, что получаемые значения недостаточно надежны, поскольку они определяются как очень малые разности больших величин. Это обстоятельство недостаточно подчеркивается в изложении автора. Пока же результаты даже и неэмпирических расчетов имеют хотя часто и значительную, но преимущественно качественную ценность. Так обстоит дело, например, с результатами расчетов молекулы окиси углерода, для которой направление вычисленного дипольного момента экспериментально подтверждено'), но его величина значительно превышает измеренное значение.

Мало затронуты автором в тексте монографии наиболее новые работы, относящиеся к учету корреляционной поправки в расчетах по методу Хартрн — Фона и по методу молекулярных орбиталей. Укажем в связи с этим на недавно появившийся обзор Синаноглу ') под названием «Многоэлектронная теория атомов, молекул и их взаимодействийм Следует с сожалением отметить небрежность языка монографии н наличие в ряде мест неточностей в изложении, что вызвало определенные трудности при переводе.

В частности, это относится к насыщенному конкретным содержанием изложению теории групп, где ряд основных определений и сами групповые постулаты даны автором лишь в аспекте конкретных приложений и сформулированы недостаточно общо, не вполне четко и точно. Поэтому редактор счел целесообразным привести в форме краткого дополнения к приложению 12 постулаты теории групп и определения самых основных понятий теории групп, фактически используемых автором на конкретных примерах.

Некоторой тяжеловесности изложения можно было бы в значительной мере избежать, если бы автор избрал путь более полного использования формального языка теории групп. Такой недостаток, естественно, нельзя было устранить; это не могло не сказаться и на стиле перевода.

Что касается отдельных мелких неточностей, то в ряде мест переводчиками и редактором даны соответствующие примечания. Поскольку после выхода американского издания книги прошло некоторое время и по рассмотренным в ней вопросам появились новые работы, списки литературы к отдельным главам несколько дополнены редактором. ') См. примечание иа стр. 172.— Прим, ред. т) О. $ ! п а п о й 1 и, В сборнике «Адчапсее !п Сйегп!са! Рпуа!сао, Но1.

Н1, )Чети уогК 1964 (готовитси русский перевод). Предисловие редакпеора перевода Обширная библиография, приведенная автором в конце книги, выходит далеко за рамки тематики самой монографии. Она имеет самостоятельное значение и полезна для справок. Тем не менее надо отметить недостаточную четкость принципов отбора работ для включения в библиографию и то существенное обстоятельство, что, несмотря на большой объем, она отнюдь не является исчерпывающей как в отношении работ зарубежных авторов, так и особенно в отношении советских работ по квантовой механике молекул и квантовой химии. Автор в тексте широко использует общепринятый в квантовохимической литературе на английском языке термин огЬ11а! (а1оппс огЬ11а1, пю1есп1аг огЬ11а1), для которого в русской научной литературе обычно применяется не совсем удачный термин «орбита».