Avainero Born Oppenheimerin approksimaatio ja Condon approksimaatio on, että Born Oppenheimer approksimaatio on hyödyllinen selitettäessä atomiytimien ja elektronien a altofunktioita molekyylissä, kun taas Condon-approksimaatio on tärkeä selitettäessä värähtelysiirtymien intensiteettiä atomeista.
Termit Born Oppenheimer -approksimaatio ja Condon-approksimaatio tai Franck-Condon-periaate ovat tärkeitä termejä kvanttikemiassa.
Mikä on Born Oppenheimer -approksimaatio?
Born Oppenheimer -approksimaatio on hyvin tunnettu matemaattinen approksimaatio molekyylidynamiikassa. Termiä käytetään pääasiassa kvanttikemiassa ja molekyylifysiikassa. Se selittää, että atomiytimien ja elektronien a altofunktiot molekyylissä voidaan käsitellä erikseen riippuen siitä, että ytimet ovat elektroneja raskaampia. Approksimaatiomenetelmä nimettiin Max Bornin ja J. Robert Oppenheimerin mukaan vuonna 1927. Tämä approksimaatio syntyi kvanttimekaniikan alkuvaiheessa.
Born Oppenheimerin approksimaatio on hyödyllinen kvanttikemiassa nopeuttamaan suurten molekyylien molekyylien a altofunktioiden ja muiden ominaisuuksien laskemista. Voimme kuitenkin havaita joitain tapauksia, joissa oletus erotettavasta liikkeestä ei enää päde. Tämä tekee approksimaatiosta virheellisen (kutsutaan myös erittelyksi). Sitä käytettiin kuitenkin muiden jalostettujen menetelmien lähtökohtana.
Molekyylispektroskopian alalla voimme käyttää Born Oppenheimerin approksimaatiota molekyylienergian riippumattomien termien summana, kuten Eyhteensä=Eelectronic+ Evärähtely + Eydinvoima spinTyypillisesti ydinspin energia on hyvin pieni, joten se jätetään pois laskelmista. Termi elektroniset energiat tai Eelectronic sisältävät kineettisen energian, elektronien väliset repulsiot, ytimien väliset repulsiot ja elektroniydinvoimat jne.
Yleensä Born Oppenheimerin approksimaatiolla on taipumus tunnistaa suuria eroja elektronien massojen ja atomiytimien massojen välillä, kun otetaan huomioon myös niiden liikkeen aika-asteikko. Esim. Tietyllä kineettisellä energiamäärällä ytimet pyrkivät liikkumaan hitaammin kuin elektronit. Born Oppenheimerin approksimation mukaan molekyylin a altofunktio on elektronisen a altofunktion ja ydina altofunktion tulos.
Mikä on Condon Approximation?
Condon-approksimaatio tai Franck-Condon-periaate on kvanttikemian ja spektroskopian sääntö, joka selittää värinäsiirtymien voimakkuuden. Voimme määritellä värähtelysiirtymät molekyylin elektronisten ja värähtelyenergiatasojen samanaikaisiksi muutoksiksi, jotka tapahtuvat sopivan energian fotonin absorptiosta tai emissiosta johtuen.
Kuva 01: Energiakaavio Franck-Condonin approksimaatiosta
Condon approksimaatio väittää, että atomissa tapahtuvan elektronisen siirtymän aikana tapahtuu yleensä muutos yhdeltä värähtelyenergiatasolta toiselle, jos kahdella värähtelya altofunktiolla on taipumus mennä päällekkäin merkittävissä määrin.
Tämän periaatteen kehittivät James Frack ja Edward Condon vuonna 1926. Tällä periaatteella on vakiintunut puoliklassinen tulkinta näiden tiedemiesten alkuperäisen panoksen mukaan.
Mitä eroa on Born Oppenheimer -approximation ja Condon-approximation välillä?
Termit Born Oppenheimer -approksimaatio ja Condon-approksimaatio tai Franck-Condon-periaate ovat tärkeitä termejä kvanttikemiassa. Keskeinen ero Born Oppenheimer -approksimation ja Condon-approksimation välillä on, että Born Oppenheimer -approksimaatio on hyödyllinen selitettäessä atomiytimien ja elektronien a altofunktioita molekyylissä, kun taas Condon-approksimaatio on tärkeä selitettäessä atomien värähtelysiirtymien voimakkuutta.
Alla on yhteenveto Born Oppenheimer -approksimaatioiden ja Condon-approksimaatioiden välisistä eroista taulukkomuodossa.
Yhteenveto – Born Oppenheimer Approximation vs Condon Approximation
Termit Born Oppenheimer -approksimaatio ja Condon-approksimaatio tai Franck-Condon-periaate ovat tärkeitä termejä kvanttikemiassa. Keskeinen ero Born Oppenheimer -approksimation ja Condon-approksimation välillä on, että Born Oppenheimer -approksimaatio on hyödyllinen selitettäessä atomiytimien ja elektronien a altofunktioita molekyylissä, kun taas Condon-approksimaatio on tärkeä selitettäessä atomien värähtelymuutosten intensiteettiä.
