Cấu Tạo Nguyên Tử Và Liên Kết Hóa Học – Tập 1

Hoá học nghiên cứu các chất và sự biến đổi của chúng.
Về cơ bản, tương tác hoá học là tương tác giữa các nguyên tử, phân tử và tính chất hoá học của các chất chủ yếu do cấu tạo nguyên tử, phân tử quyết định. Vì vậy, lý thuyết về cấu tạo nguyên tử, phân tử hay nói cách chung là lý thuyết về cấu tạo chất là vấn đề cơ sở nhất trong hệ thống lý thuyết hoá học.
Vì sự chuyển động của điện tử trong nguyên tử, phân tử tuân theo các quy luật của cơ sở lượng tử nên lý thuyết về cấu tạo nguyên tử, phân tử phải được xây dựng trên cơ sở của cơ học lượng tử.
Việc vận dụng cơ học lượng tử trong lý thuyết về cấu tạo nguyên tử, phân tử nói riêng và trong lý thuyết hoá học nói chung đã làm hoa học thoát ly tính chất mô tả trước kia và giúp các nhà Hoá học đi sâu vào bản chất của các hiện tượng vi mô trong hoá học.
Trong vài chục năm gần đây, sự đẩy mạnh việc vận dụng cơ học lượng tử, trong hoa học cùng với sự ứng dụng rộng rãi những phương pháp nghiên cứu hiện đại trong hoá học đã thúc đẩy ngành khoa học này phát triển nhanh chóng.
Sự phát triển nhanh chóng của hoá học, đặc biệt về mặt lý thuyết, đòi hỏi phải cải cách hệ thống chương trình giảng dạy môn Hoá học và trước hết là việc đưa vào trong chương trình hoá học cơ sở môn cấu tạo chất mà nội dung chủ yếu là lý thuyết về cấu tạo nguyên tử và phân tử hay lý thuyết về liên kết hoá học trên cơ sở của cơ học lượng tử.
Về việc đưa môn cấu tạo chất vào trong chương trình có mục đích trước mắt là trang bị cho học sinh những kiến thức cần thiết về các mặt lý thuyết trên để cơ sở đó học có thể tiếp thu dễ dàng hơn những vấn đề về lý thuyết trong các giáo trình hoá học khác cũng như những lý thuyết cơ sở của các phương pháp nghiên cứu mới trong hoá học (thí dụ, phương pháp quang phổ phân tử, nguyên tử, phương pháp cộng hưởng từ và v.v..).
Tài liệu này được soạn ra nhằm phục vụ yêu cầu và mục đích trên. Các bạn làm công tác nghiên cứu về hoá học mà trước đây không có điều kiện học tập một cách có hệ thống lý thuyết về nguyên tử, phân tử trên cơ sở của cơ học lượng tử cũng có thể sử dụng tài liệu này làm tài liệu tham khảo.
Để thuận tiện trong việc sử dụng, chúng tôi chia tài liệu thành hai tập. Tập 1 là phần nguyên tử và tập II dành cho các phần về liên kết hoá học (phân tử) và các hệ thống tập hợp. Phần trọng tâm của tập I là chương IV. Ở đây một số kiến thức cơ sở về cơ học lượng tử tối thiểu cần thiết cho lý thuyết về nguyên tử được tóm tắt trong phần đầu của chương và tiếp đó là phần vận dụng những lý thuyết cơ sở trên vào bài toán về cấu tạo nguyên tử. Chúng tôi đã cố gắng trình bày các nội dung trên một cách ngắn gọn, dễ hiểu với hy vọng là bạn đọc có thể nắm bắt được một cách không khó khăn lắm một số điểm quan trọng trong chương này như xuất phát điểm của cơ học lượng tử, cách giải quyết vấn đề của cơ học lượng tử và sự vận dụng cơ học lượng tử vào bài toán nguyên tử hyđrô, bài toán có tính chất cơ sở của lý thuyết cấu tạo nguyên tử cũng như cách giải quyết bài toán về nguyên tử nhiều điện tử trên cơ sở của mô hình trường xuyên tâm…
Hiện tại, trong giai đoạn có tinh chất chuyển tiếp, việc soạn một tài liệu về lý thuyết cấu tạo nguyên tử và liên kết hoá học trên cơ sở của cơ học lượng tử là một vấn đề rất khó khăn. Hơn nữa vì trình độ và kinh nghiệm của chúng tôi còn nhiều hạn chế, do đó tài liệu này không tránh khỏi có nhiều sai sót. Chúng tôi rất mong có sự góp ý xây dựng của bạn đọc.