Объяснение ковалентной связи с точки зрения физики?

Ковалентная связь — это квантово-механическое явление, которое нельзя объяснить классически. Основная идея может быть продемонстрирована в случае молекулы водорода, если представить электроны как две частицы в ящике. Соединяя два атома водорода вместе в молекулу, вы делаете «коробку» в два раза длиннее. Представим, что это прямоугольная коробка. Удлинение кубической коробки в$2\times 1 \times 1$box делает длину волны вдоль длинной оси в два раза больше. По соотношению де Бройля$p=h/\lambda$, это уменьшает импульс в этом направлении в раз$2$, что делает связанную кинетическую энергию$1/4$столько. Пониженная энергия делает систему более стабильной. Чтобы разорвать его, вам нужно добавить энергию.

В конце концов, любой вид связи в конденсированных средах сводится к электростатике. Ковалентная связь, ионная связь, силы Ван-дер-Ваальса, взаимодействия металлов и даже более сложные взаимодействия, такие как фонон-опосредованное электрон-электронное притяжение в сверхпроводнике, — все это сводится к чисто электростатическим взаимодействиям между электронами и ядрами.

Что обеспечивает наблюдаемое разнообразие поведения, так это тот факт, что по крайней мере один компонент материи не ведет себя как классические частицы, но требуется КМ, в дополнение к введению эффективных взаимодействий между уменьшенным числом степеней свободы.