как и структура, рассмотренная выше, и согласно квантово-механическим принципам мы должны считать, что основное состояние системы не изображается ни одной из структур, ни другой, а только комбинацией, в которой обе структуры участвуют поровну. Это означает, что мы должны вести расчет с учетом возможности того, что два электрона меняются местами:
структура I
НА i-Нв
структура II
В этом случае мы получаем кривую энергии взаимодействия (нижняя сплошная кривая, см. рис. 7) , которая обладает отчетливым минимумом, соответствующим образованию устойчивой молекулы.
Энергия образования молекулы из разъединенных атомов составляет по расчету Гейтлера-Лондона-Сугиура примерно 67% от экспериментально найденного значения 102,6 ккал/мол, а вычисленное равновесное расстояние между
о о
ядрами на 0.05А больше опытного значения 0.74А. Небольшое усовершенствование в расчете резонанса (произведенное Уонгом) • несколько улучшило эти значения: вычисленная энергия связи возросла до 80% правильной величины, а рав-
новесное межъядерное расстояние уменьшилось до 0,75А.
Мы видим, следовательно, что такая очень простая трактовка системы из двух атомов водорода привела к объяснению образования стабильной молекулы. Энергия двухэлект-ронной связи является в основном энергией резонанса, соответствующего перестановке двух электронов между двумя атомными орбитами.
56. Спаривание спинов электронов. У двухэлектронной связи есть еще одно очень существенное свойство, теоретическое обоснование которого было дано при квантово-меха-ническом рассмотрении. Помимо массы и электрического заряда с электроном ассоциируются еще некоторые другие свойства, обусловленные спином2 (spin) электрона. Электрон имеет некоторый собственный угловой момент
2 5 .
который может ориентироваться во внешнем магнитном поле только одним из двух способов: по полю или против поля.
1 S. С. Wang, Phys. Rev. 31, 579 (1928).
2 G. Е. Uhlenbeck, S. Goudsmit, Naturwiss. 13, 953 (1925); Nature 107, 264 (1926).
30