ЭЛЕКТРО́ННАЯ ПЛО́ТНОСТЬ

ЭЛЕКТРО́ННАЯ ПЛО́ТНОСТЬ, плот­ность ве­ро­ят­но­сти рас­пре­де­ле­ния элек­тро­нов в кван­то­вой сис­те­ме (ато­ме, мо­ле­ку­ле, кри­стал­ле). Обыч­но Э. п. за­да­ют как функ­цию ко­ор­ди­нат од­но­го элек­тро­на. В этом слу­чае Э. п. от­ра­жа­ет про­стран­ст­вен­ное рас­пре­де­ле­ние за­ря­да и по­зво­ля­ет най­ти элек­трич. свой­ст­ва час­ти­цы (ди­поль­ный мо­мент и т. п.), в свя­зи с чем Э. п. на­зы­ва­ют так­же за­ря­до­вой плот­но­стью. Э. п. мо­ле­ку­ляр­ных сис­тем ча­ще все­го изу­ча­ют с по­мо­щью экс­пе­рим. дан­ных о рас­сея­нии элек­тро­нов или рент­ге­нов­ско­го из­лу­че­ния.

В мо­ле­ку­ляр­ных сис­те­мах с не­ну­ле­вым сум­мар­ным спи­ном (ра­ди­ка­лы, три­плет­ные воз­бу­ж­дён­ные со­стоя­ния мо­ле­кул и др.) плот­ность рас­пре­де­ле­ния про­ек­ции элек­трон­но­го спи­на на вы­де­лен­ную ось на­зы­ва­ют спи­но­вой плот­но­стью. Спи­но­вая плот­ность мо­жет быть изу­че­на экс­пе­ри­мен­таль­но ме­то­да­ми ЭПР.

Дан­ные об Э. п. пред­став­ля­ют обыч­но ли­бо в ком­пакт­ной фор­ме с по­мо­щью эф­фек­тив­ных «за­ря­дов на ато­мах», ли­бо кар­та­ми Э. п. (по­хо­жи­ми на то­по­гра­фи­че­ские), на ко­то­рых для оп­ре­де­лён­ных се­че­ний трёх­мер­но­го про­стран­ст­ва за­да­ют­ся ли­нии уров­ня Э. п. Как пра­ви­ло, Э. п. име­ет мак­си­му­мы лишь в точ­ках про­стран­ст­ва, от­ве­чаю­щих по­ло­же­ни­ям ядер. Хо­тя в це­лом Э. п. – глад­кая функ­ция, в ука­зан­ных точ­ках она име­ет осо­бен­но­сти, ха­рак­те­ри­зуе­мые за­ря­да­ми ядер. Не­ко­то­рые из ядер на кар­тах Э. п. со­еди­не­ны «гор­ны­ми хреб­та­ми», ко­то­рые со­от­но­сят с хи­мич. свя­зя­ми. Изу­че­ние из­ме­не­ний элек­трон­ных рас­пре­де­ле­ний по­зво­ля­ет су­дить об осо­бен­но­стях пе­ре­рас­пре­де­ле­ния Э. п. при об­ра­зо­ва­нии мо­ле­кул или кри­стал­лов из ато­мов или при др. хи­мич. ре­ак­ци­ях.

Для осн. со­стоя­ния мо­ле­ку­лы Э. п., со­глас­но тео­ре­ме Хо­эн­бер­га – Ко­на, от­ра­жа­ет всю спе­ци­фи­ку мо­ле­ку­лы. Напр., с рос­том рас­стоя­ния от элек­тро­на до мо­ле­ку­лы Э. п. экс­по­нен­ци­аль­но спа­да­ет, при­чём по­ка­за­тель экс­по­нен­ты за­да­ёт­ся ио­ни­за­ци­он­ным по­тен­циа­лом. В рам­ках ме­то­дов функ­цио­на­лов плот­но­сти де­ла­ют­ся по­пыт­ки со­от­не­сти Э. п. и энер­гию мо­ле­ку­лы.

Э. п. – важ­ная фи­зич. ха­рак­те­ри­сти­ка мо­ле­ку­ляр­ной сис­те­мы, ана­лиз ко­то­рой по­зво­ля­ет со­от­не­сти хи­мич. строе­ние мо­ле­ку­лы с ло­каль­ны­ми осо­бен­но­стя­ми элек­трон­но­го рас­пре­де­ле­ния. Пе­ре­рас­пре­де­ле­ние Э. п. мо­ле­ку­лы по срав­не­нию с Э. п. вхо­дя­щих в её со­став ато­мов от­ра­жа­ет ха­рак­тер хи­мич. свя­зи и по­зво­ля­ет су­дить о вза­им­ном влия­нии ато­мов, из­ме­не­нии строе­ния то­го или ино­го мо­ле­ку­ляр­но­го фраг­мен­та в ря­ду род­ст­вен­ных мо­ле­кул.