V knize A. Beiser „Perspectives of Modem Physics“, jejíž překlad pod názvem „Úvod do moderní fyziky“ je předkládán českému čtenáři, je uplatněno spíše druhé hledisko (i když výklad začíná speciální teorií relativity). Zde by bylo možno se podivit disonanci, že anglické slovo „perspectives“ je přeloženo jako „úvod“. Slovo perspektiva, alespoň v češtině, nezdá se plně vystihovat skutečný obsah díla a zatímco v angličtině knih podobného obsahu jako kniha Beiserova vyšla celá řada a názvy mnohých z nich začínají slovem „Introduction“, tj. „Úvod“, v češtině takových knih máme poskrovnu, jsou-li vůbec k dispozici. Ve prospěch tohoto volnějšího překladu (jednoho slova) svědčí nakonec i autorova předmluva, v níž jsou jasně vyloženy jak jeho přístup k celé látce a jejímu výběru, tak i pojetí výkladu po stránce metodické. Z těchto Beiserových řádků je zřejmé, že jde o úvodní učebnici, nechceme-li se dovolávat přímo vlastního obsahu knihy.
Všech šest orbitů 2px molekule lze kombinovat šesti mož
nými způsoby tři vazebné tři protivazebné orbity skutečné molekule ben
zenu jsou vazebné orbity maximálně obsazeny elektrony, neboť mají nejnižší
energii. tří orbitů sp2 atom C
jeden tvoří vazebný orbit spolu orbitem atomu ostatní dva tvoří vazebné
orbity odpovídajícími orbity sp2 sousedních uhlíkových atomů obou stranách
(obr.)
Benzenová molekula tak tomto smyslu rezonančním hybridem dvou konfigurací
A B.
326
. Výsledkem spojité rozdělení pravděpodobnosti výskytu elektronu nad
a pod rovinou jádra, jehož šest elektronů patří molekule jako celku, nikoli určité
dvojici atomů; tyto elektrony jsou delokalizované. Podrobný výpočet ukazuje, kombinovaná vlnová funkce skutečně vede
k nižší energii pro systém šesti atomů šesti atomů než funkce *j/A nebo <pB
jednotlivě. 13.
Pro odstranění těchto rozporů přiblížení valenční vazby každá benzenová
molekula uvažuje, jako rezonovala mezi dvěma možnými stavy průměru
je pak mezi sousedními dvěma atomy uhlíku 1,5 vazby, místo buď jedné, nebo dvou
vazeb.
Šest delokalizovaných elektronů vazebných orbitech dvanáct elektronů
ve vazbách mezi uhlíkovými atomy tvoří vždy 1,5 čisté vazby, jednu vazbu a
a půl vazby Potvrzujíc tento výsledek, ukazuje délka každé vazby ben
zenu 1,40 což hodnota mezi průměrnou délkou 1,54 vazby průměrnou
délkou 1,35 vazby hlediska valenční vazby vzniká výjimečná stabilita
benzenu důsledku toho, systém rezonuje mezi dvěma různými stavy stejnou
energií; hlediska molekulových orbitů výjimečná stabilita následkem delokalizace
šesti elektronů 2px. Takto zbývá jeden orbit 2px každého atomu jenž lalůčky nad
a pod rovinou prstence. Formálně bychom tuto situaci popsali slovy, vlnová funkce celého systému
je úměrná i¡/A \]/B, kde tj/A jsou vlnové funkce struktur valenčními
vazbami. přírodě tedy není žádný ostrý rozdíl mezi
dvojnými jednoduchými vazbami, jichž jsme použili popisu benzenové molekuly.Struktura molekul
Ve skutečnosti byly zjištěny jen tři formy C6
H4Br2 existuje jen jeden druh molekuly
ortodibrombenzenu, nikoli dva druhy. Jelikož uhlíkové vazby
v benzenovém kruhu svírají úhel 120°, usuzujeme, základní struktura molekuly je
výsledkem vazby, prostřednictvím hybridních orbitů sp2.
Obraz benzenové molekuly, který bližší fyzikální realitě názornější
smysl, dostaneme studiem příslušných molekulových orbitů. (Tento výpočet podobný výpočtu provedenému minulé kapitole pro
molekulový iont při němž ukázalo, systém dvou protonů jednoho elek
tronu nejmenší energii tehdy, když elektron popsán vlnovou funkcí, která je
superpozicí vlnových funkcí dvou navzájem různých, ale ekvivalentních stavů.15)
