Каков физический смысл интеграла перекрытия?

Каков физический смысл интеграла перекрытия в образовании ковалентной связи (скажем, ЧАС 2 молекула)?

насколько я понимаю, даже если интеграл перекрытия равен нулю, теория Гайтлера-Лондона ЧАС 2 атома, он все еще допускает более низкое энергетическое состояние по сравнению с полной энергией двух изолированных атомов водорода.

Каково значение следующего утверждения из Википедии ?

В химических связях перекрытие орбиталей — это концентрация орбиталей на соседних атомах в одних и тех же областях пространства. Орбитальное перекрытие может привести к образованию связи.

Необходимо ли иметь ненулевое перекрытие орбит для образования связи? Или достаточно иметь более низкий энергетический уровень (по сравнению с полной энергией двух изолированных атомов водорода), чтобы говорить об образовании связи?

Ответы (1)

Все собственные состояния квантово-механической системы ортогональны друг другу. Это означает, что матрица перекрытия между этими состояниями является диагональной. Если вы рассматриваете орбитали для одного атома и приближаете его к другому атому, вы получаете ненулевое перекрытие между состояниями разных атомов. Это означает, что орбитали объединенной системы не совпадают с орбиталями двух изолированных атомов, поскольку условие ортогональности нарушается.

Когда вы перемещаете два атома все ближе и ближе друг к другу, вы можете заметить, что перекрытие между состояниями увеличивается. Орбитали, расположенные на каждом из атомов, затем объединяются и образуют связывающие и разрыхляющие состояния . Состояние связи ниже по энергии, состояние разрыхления выше.