by 
Στα φροντιστηριακά βιβλία υπάρχει ένα λάθος που λέει οτι οι ετεροπολικοί δεσμοί είναι ηλεκτροστατικής φύσης, ενώ οι ομοιοπολικοί ηλεκτρομαγνητικής. Όμως και οι ομοιοπολικοί είναι ηλεκτροστατικής φύσης γιατί οι μαγνητικές δυνάμεις είναι αμελητέες σχετικά με τις ηλεκτροστατικές και δεν οδηγούν σε δεσμό. Αυτό που οδηγεί σε δεσμό είναι οι δυνάμεις Coulomb μεταξύ πυρήνων και ηλεκτρονίων, μαζί με την απαγορευτική αρχή του Pauli που χρειάζεται αντιπαράλληλα σπίν. Έχω γράψει ένα άρθρο στο blog μου που το εξηγώ αναλυτικά με πηγές:
Η ηλεκτροστατική φύση του ομοιοπολικού δεσμού
Τελικά όσο το ψάχνεις το θέμα όλο και κάτι ανακαλύπτεις, η γνώση είναι βασανιστικά άπειρη..Σε εργασία του 2014 (το έχω συμπεριλάβει στο τελευταίο λινκ) αναφέρει ότι ο όρος της κινητικής ενέργειας είναι εξίσου σημαντικός με εκείνον της δυναμικής στο σχηματισμό του ομοιοπολικού δεσμού. Επίσης λέει πόσο πολύ ρισκάρει κάποιος που θέλει να εξηγήσει τη φύση του ομοιοπολικού δεσμού! Παίζει πάντως πολύ μεγάλο ρόλο μεταξύ ποιων ατόμων αναφερόμαστε, άλλο να μιλήσεις για Η2 και άλλο για ενώσεις του W και αυτό γιατί στα βαρύτερα άτομα η συνεισφορά του spin-orbit coupling μεγαλώνει αρκετά (αυτό φαίνεται και σε εργασίες που μελετήθηκαν ενώσεις βαρύτερων στοιχείων). Εννοείται ότι στις κυματοσυναρτήσεις που αναφέρονται στο Η2 βάζεις μέσα και το Spin (Pauli), ο Τελεστής Ενέργειας όμως περιλαμβάνει μόνο ελκτικές, απωστικές και κινητική. Προσωπική μου άποψη είναι ότι εξαρτάται μεταξύ ποιων ατόμων αναφερόμαστε, θα μπορούσε ακόμη και η αιτία που οδηγεί σε έναν ομοιοπολικό δεσμό να διαφέρει ανάλογα με τη περίπτωση. Πάντως άλλο η αίτια, άλλο ποιος ενεργειακός όρος ” κρατάει ” τα άτομα ενωμένα. Το μόνο σίγουρο είναι ότι όταν η πυκνότητα του ηλεκτρ. νέφους είναι μεγάλη ανάμεσα στους πυρήνες, τότε τείνουν να επικρατήσουν ελκτικές δυνάμεις, άρα δεσμός. Ίσως στα σχολικά βιβλία προσπαθούν, με λάθος τρόπο κατ’εμέ, να αποδώσουν στον ομοιοπολικό δεσμό έναν ηλεκτρομαγνητικής φύσεως χαρακτήρα τονίζοντας τη μαγνητική του υπόσταση κυρίως, ώστε να τον διαφοροποιήσουν από τον ετεροπολικό (δεν υπάρχει όμως αμιγής ετεροπολικός…).
Στα πανεπιστημιακά βιβλία μιλάνε για δυναμική ενέργεια και κοινό ζεύγος που έλκεται από τους πυρήνες μόνο όμως για το Η2, δε βάζουν το χέρι τους στη φωτιά και για μένα καλά κάνουν, αφού τα πράγματα μετά ξεφεύγουν.
Η σύζευξη των σπιν συνεισφέρει στο δεσμό, επίσης δύναται να αποτελεί σοβαρή ένδειξη ότι έχω δεσμό και φυσικά καθορίζει τις μαγνητικές ιδιότητες, νομίζω μέχρι εδώ είμαστε
https://en.wikipedia.org/wiki/Exchange_interaction
https://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-50532008000200007
https://mega.nz/folder/V8tyUC4A#UbfRk3liFEGrwDX6BpNRkw
Χαχα, βλέπω οτι έχεις μπει για τα καλά στο ψάξιμο. Λοιπόν το wikipedia που βάζεις , και ενα σωρό papers τα είχα ψάξει κιεγώ. Το θέμα απο άποψης λεπτομέρειας και πολυπλοκότητας, ειδικά για κάποιον σα και μένα που δεν έχει ασχοληθεί σοβαρά με μοριακή φυσική-χημεία, δεν έχει πάτο. Επίσης πάρα πολλές πηγές δεν κάνουν αναφορά στο οτι είναι ηλεκτροστατικής φύσης όπως αυτή που βάζεις, αλλά στο πως επιδρά το νέφος ηλεκτρονίων και τις λεπτομέρειες του. Αν δεις όμως στο άρθρο που έγραψα στο blog,έχω βάλει πάαρα πολλά λινκς σε όλα αυτά για να ξεδιαλυνθεί το τοπίο. Σκέψου οτι το ψαχνα απο το φεβρουάριο του 2019 για ένα μηνα, το παράτησα γιατί πελάγωσα και βρήκα δύναμη να το ολοκληρώσω το νοέμβριο όσο πιο σύντομα μπορούσα για να τελειώνω και να προχωρήσω. Πάντως, γενικά αποσα βρήκα είναι αποδεκτό επιστημονικά να λένε τις δυνάμεις αυτές coulomb spin-exchange interaction . Eπίσης η πτυχιακή εργασία του feynman ως προπτυχιακού φοιτητή ήταν ακριβώς αυτό το θέμα. Έδειξε οτι όταν το νέφος έχει μια συγκεκριμένη κατανομή μπορεί μετά η αλληλπίδραση να εξηγηθεί με όρους κλασσικής ηλεκτροστατικής και έγινε μάλιστα και κβαντομηχανικό θεώρημα. Έχω βάλει πολλά λινκς στο άρθρο για αυτό στο τέλος : ιδου η πτυχιακή του feynman https://scihub.tw/https://doi.org/10.1103/PhysRev.56.340 Πάντως ίσως είναι καλό να μεταφέρω τα σχόλια σου και στο blog για όποιον το διαβάσει μόνο απο εκει, ειδικά αν έχω κάνει κάπου λάθος.
coulomb spin-exchange interaction, delocalization, resonance… χαχαχα είδες Φαίδων όλα μαζί γι'αυτό σου λέω τσάμπα πονοκεφαλιαζόμαστε!! Σήμερα πήρα πρέφα το blog σου και τα διάβαζα το μεσημεράκι!
https://pdfs.semanticscholar.org/05e2/841e20d3c7213a7d91e5362f70e565bcc40c.pdf
http://web.mit.edu/course/5/5.73/oldwww/Fall04/notes/XIII.Hydrogen_Molecule.pdf
In a simple picture like H2+ there is only one electron. There is no Exchange or Coulombic interaction between electrons. When you work out the Coulomb (J) integrals and Exchange (K) integrals you find that each pair of electrons in the multi-electron wavefunction contribute 2J – K integrals each. In this sense the Coulombic interaction between electrons is destabilizing, while the exchange interaction is stabilizing. There are also as you have pointed out the classical components as well.
The Coulomb Integral is the potential energy of electrostatic repulsion between the electron with the electron density in 1SA and the electron with the electron density function 1SB
In a Coulomb integral, the electron always is in the same orbital; whereas, in an Exchange Integral, the electron is in one orbital on one side of the operator and in a different orbital on the other side.
Αυτά φίλε εγώ εγκαταλείπω…
Ένα σχόλιο για αυτά που έβαλες : ναι, με ένα ηλεκτρόνιο δεν υπάρχει spin exchange coulomb μεταξύ ηλεκτρονίων, αλλά υπάρχει coulomb μεταξύ πυρήνων και ηλεκτρονίου οπότε πάλι στην ηλεκτροστατική υπάγεται. Τα coulomb μεταξύ των ηλεκτρονίων είναι απωστικά πάντα, αλλά το spin-exchange είναι σταθεροποιητικό ενεργειακά, αλλά και πάλι το δεσμό σε μέγεθος τον φτίαχνει η ηλεκτροστατική σύνδεση με τους πυρήνες. Εχω βάλει στο τέλος ενα λινκ απο ένα μάθημα αμερικάνικου πανεπιστημίου που κάθεται και δείχνει πως εξηγείται με ηλεκτροστατική σκέτη και πως κατανέμονται τα ηλεκτρόνια κλπ.
Πάντως το spin-exchange δλδ η αρχή του pauli στη τελική, είναι κατι το εξαιρετικά περίεργο. Προκύπτει απο θέματα συμμετρίας και αντισυμμετρίας (spin-statistics theorem) και ενώ δεν είναι δύναμη ,αλλά μια συνέπεια αυτής της στατιστικής, μπορεί έχει συνέπειες να είναι ελκτική ή απωστική δύναμη αναλόγως (έιχα βρέι ενα paper αναφοράς που είχε 50 σελίδες κβαντομηχανική ανάλυση πότε είναι ελκτικη και πότε απωστικη αλλά δε το πάλεψα να το διαβάσω όλο).
Αυτό που θέλω πάντως να βρώ απλά για ιστορικούς λόγους, είναι πότε ακριβώς εγκατέλειψαν την εξήγηση με μαγνητικές δυνάμεις (προφανώς πριν το1930 οπου δώθηκαν οι κβαντομηχανικές εξηγήσεις) και γιατί, κιαν είχαν κάνει κάποια πειραματική μέτρηση που δεν τους βγήκε. Υποθέτω οτι λόγω τάξεων μεγέθους αγνόησαν την αλληλεπίδραση μαγνητικών διπόλων ηλεκτρονίων αλλά δεν έχω βρεί τπτ για αυτό το θέμα, μόνο την αναφορά οτι είναι αμελητέες σε μέγεθος χωρίς αναλυτική εξήγηση.
Οκ καλή συνέχεια με λιγότερο πονοκεφαλιασμα!