А. К. Кукушкин
ЗАДАЧИ
ПО КВАНТОВОЙ
ХИМИИ
И СТРОЕНИЮ
МОЛЕКУЛ
ИЗДАТЕЛЬСТВО
МОСКОВСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
1987
удк-дге. ге. ог I Dn. G7. (tf?6)
Кукушкин Л. К. Задачи по квантовой химии и строению
молекул. — M. : Изд-во Моек, ун-та, 1987. — 156 с.
Книга содержит задачи по всем основным разделам
квантовой химии: строению атома, строению молекул, приложениям
теории групп к квантовой химии, современным методам квантовой
химии. Наряду с традиционными задачами по квантовой химии
в сборник включено много оригинальных задач. Все задачи
снабжены подробными решениями.
Для студентов, аспирантов и научных работников,
занимающихся квантовой химией.
Библиогр. 7 назв. Ил. 3. Табл. 27.
Рецензенты: профессор А. Б. РУБИН, профессор Э.
К. РУУГЕ
Печатается по постановлению
Редакционно-издательского совета
Московского университета
К
1805000000—025
132—87
077(02)-87
(£} Издательство Московского университета, 1987
ПРЕДИСЛОВИЕ
В настоящий сборник вошли задачи, решавшиеся
на семинарах по квантовой химии на физическом
факультете МГУ. Материал соответствует программе
курса квантовой химии для студентов-биофизиков.
Опыт многолетнего преподавания показал, что
решение большого числа задач является условием
освоения обширного курса квантовой химии и строения
молекул за ограниченное время.
Ряд задач I главы уже встречался в курсах
атомной физики и квантовой механики. Они включены в
задачник из-за их методической ценности для освоения
техники вычислений с атомными волновыми
функциями и из-за связи с задачами последующих глав.
Задачи последующих глав являются в основном
оригинальными и до некоторой степени дополняют
литературу по теоретическим аспектам квантовой химии. В них широко используется аппарат теории групп,
позволяющий получать некоторые общие результаты и
упрощать вычисления на основе анализа симметрии
строения молекулы.
В начале каждой главы перед условиями задач
приведены теоретические сведения и формулы,
необходимые для решения. Это сделано потому, что материал
разбросан по различным, редким изданиям, что создает
трудности для студентов,
В книге рассмотрены классические методы расчетов
квантовой химии, освоение которых является основой
изучения современных теоретических методов
исследования молекул.
Для большинства задач приведены подробные
решения, что важно и удобно для самостоятельного
изучения квантовой химии.
Автор надеется, что предлагаемое издание,
являющееся первой попыткой создания сборника задач по
3
квантовой химии, будет полезно физикам, химикам,
биологам, студентам, аспирантам и научным
работникам, интересующимся квантовой химией.
Автор приносит благодарность Л. А. Блюменфельду
и О. Ф. Дорофееву за ценные замечания,
способствовавшие улучшению книги.
ГЛАВА I
СТРОЕНИЕ АТОМА
Нахождение D-функций. Как известно [1, 2],
гамильтониан нейтрального атома с N электронами
имеет вид
N
$ = Е$(0>(0+$з. с + $с. о; (1. 1)
1=1
2m Ti
N N
^c-o=£/(r')( (1-2)
В этих выражениях члены Жъ-с и <9#с-о описывают
межэлектронное и спин-орбитальное взаимодействие
соответственно.