Gęstość elektronowa

Gęstość elektronowa – wielkość, która opisuje prawdopodobieństwo znalezienia elektronu w danym miejscu, czyli gęstości prawdopodobieństwa znalezienia elektronu. W większości cząsteczek obszary o wysokiej gęstości elektronowej zazwyczaj znajdują się wokół atomów (z maksimami wokół jąder atomowych) i na wiązaniach chemicznych. Zwyczajowo nazywane są one chmurami elektronowymi.

W przypadku jednego elektronu, gęstość elektronowa zależy od kwadratu przestrzennej wartości bezwzględnej funkcji falowej elektronu. Dla układu wieloelektronowego, gęstość elektronową w danym miejscu pozwala wyznaczyć kwadrat wartości bezwzględnej funkcji falowej elektronów scałkowanych po wszystkich współrzędnych spinowych elektronów oraz po współrzędnych przestrzennych wszystkich elektronów oprócz jednego.

Gęstość elektronową dla znormalizowanej N-elektronowej funkcji falowej (gdzie oraz oznaczają, odpowiednio, współrzędne przestrzenne i spinowe) jest definiowana jako[1]

gdzie operator gęstości elektronowej jest zdefiniowany następująco

Jeżeli funkcja falowa jest reprezentowana przez pojedynczy wyznacznik Slatera złożony z orbitali, dla których liczby obsadzeń wynoszą to gęstość elektronową można przestawić jako

Eksperymentalnie gęstość elektronową wyznacza się za pomocą dyfrakcji promieni rentgenowskich (patrz rentgenografia strukturalna).

Zobacz też

edytuj

Przypisy

edytuj
  1. Robert G Parr, Weitao Yang: Density-Functional Theory of Atoms and Molecules. Nowy Jork: Oxford University Press, 1989. ISBN 0-19-509276-7.