Skip to main content
Log in

A redefinition of quantum-mechanical exchange and Coulomb integrals by a reinterpretation of atomic and molecular orbitals as Taylor expansions of a potential and a similar treatment of the electromagnetic field.

Измененное определение квантовомеханического обменного и кулоновского интегралов посредством новой интерпретации атомных и молекулярных орбиталей, каи тейлоровских разложений потенциала и аналогичной трактовки злектромагнитного поля.

  • Published:
Il Nuovo Cimento A (1965-1970)

Summary

In previous papers a deterministic account of the dynamics underlying i) the Schrödinger equation, ii) the commutation relations of quantum theory and Planck's constant and iii) theS-matrix and the Klauder phenomenon, was presented. In the present paper, that topological analysis is extended to a deterministic interpretation of atomic orbitals, valence bonds, molecular orbitals and the electromagnetic field. It is demonstrated that atomic orbitals may be considered ask-jets, or the polynomial consisting of all terms of order less than or equal tok in the Taylor expansion of a potential function. The electromagnetic field is described in terms of a mapping of two sets of four Clebsch potentials defined on a four-dimensional Riemannian space-time manifold, onto a three-dimensional Euclidean space (Rund). The Clebsch potentials are related to the four parameters used in the quantum-mechanical orbital description.

Riassunto

In un lavoro precedente è stata presentata una descrizione deterministica della dinamica soggetta a i) l'equazione di Schrödinger, ii) le relazioni di commutazione della teoria quantistica e la costante di Planck, e iii) la matriceS e il fenomeno di Klauder. Nel presente lavoro, quell'analisi topologica è estesa ad un'interpretazione deterministica degli orbitali atomici, legami di valenza, orbitali molecolari e del campo eletromagnetico. Si è dimostrato che gli orbitali atomici possono essere considerati come gettik o come polinomi formati da tutti i termini di ordine minore o uguale ak nello sviluppo di Taylor di una funzione del potenziale. Si descrive il campo elettromagnetico in termini di una mappatura di due gruppi di 4 potenziali di Clebsch definitisu una molteplicità spazio-temporale quadridimensionale di Riemann in uno spazio cuclideo tridimensionale (Rund). I potenziali di Clebsch sono correlati ai quattro parametri usati nella descrizione quantomeccanica degli orbitali.

Резюме

В предыдущих работах было предложено детерминистическое описание динамики на основе: 1) уравнения Шредингера, 2) коммутационных соотношений квантовой теории и постоянной Планка и 3)S-матрицы и явления Клаудера. В этой статье топологический анализ обобщается на детерминистическую интерпретацию атомных орбиталей, валентных связей, молекулярных орбиталей и электромагнитного поля. Показывается, что атомные орбитали можно рассматривать какk-струи или как полином, содержаший члены всех порядков меньших или равныхk в разложении Тейлора потенциальной функции. Электромагнитиое поле определяется посредством отображения двух систем четырех потенциалов Клебша, определенных на четырехмерном Римановом пространственно-временном множестве, на трехмерное звклидово пространство. Потенциалы Клебша связаны с четырьмя параметрами, используемыми при квантово-механическом описании орбиталей.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Similar content being viewed by others

References

  1. T. W. Barrett:Nuovo Cimento,39 B, 116 (1977).

    Article  ADS  Google Scholar 

  2. T. W. Barrett:Nuovo Cimento,45 B, 297 (1978).

    Article  ADS  Google Scholar 

  3. T. W. Barrett:Nuovo Cimento, submitted.

  4. M. A. B. Deakin:Bull. Math. Biol.,40, 429 (1978).

    Article  MathSciNet  MATH  Google Scholar 

  5. R. Thom:Structural Stability and Morphogenesis, translaterD. H. Fowler (Reading, Mass., 1975).

  6. A. Streitwieser:Molecular Orbital Theory for Organic Chemists (New York, N. Y., 1961).

  7. E. C. Zeeman: inTowards a Theoretical Biology.— Vol.4:Essays, edited byC. H. Waddington (Chicago, Ill., 1972).

  8. T. Poston andR. Woodcock:Proc. Camb. Phil. Soc.,74, 217 (1973).

    Article  MathSciNet  ADS  MATH  Google Scholar 

  9. W. Heitler andF. London:Zeits. Phys.,44, 455 (1927).

    Article  ADS  MATH  Google Scholar 

  10. L. Pauling andE. B. Wilson:Introduction to Quantum Mechanics (New York, N. Y., 1935).

  11. D. Bohm:Quantum Theory (Englewood Cliffs, N. J., 1951).

  12. P. W. Atkins:Molecular Quantum Mechanics (Oxford, 1970).

  13. F. Hund:Zeits. Phys.,36, 657 (1926);37, 742 (1927);40, 742 (1927);42, 93 (1932).

    Article  ADS  MATH  Google Scholar 

  14. R. S. Mulliken:Phys. Rev.,26, 561 (1925);29, 648 (1927);32, 186, 761 (1928);33, 730 (1929);40, 55 (1932);41, 49, 751 (1932);43, 279 (1933).

    Article  ADS  Google Scholar 

  15. R. S. Mulliken:Journ. Chem. Phys.,3, 375 (1935).

    Article  ADS  MATH  Google Scholar 

  16. A. Clebsch:Journ. reine angew. Math.,54, 293 (1857).

    Article  MathSciNet  MATH  Google Scholar 

  17. A. Clebsch:Journ. reine angew. Math.,56, 1 (1859).

    Article  MathSciNet  MATH  Google Scholar 

  18. H. Lamb:Hydrodynamics, 6th edition (Cambridge, 1932), p. 248.

  19. H. Rund:Journ. Math. Phys.,18, 84 (1977).

    Article  MathSciNet  ADS  MATH  Google Scholar 

  20. H. Rund: inThe Significance of Nonlinearity in the Natural Sciences, edited byA. Perlmutter andL. F. Scott (New York, N. Y., 1977), p. 121.

  21. D. Lovelock andH. Rund:Tensors, Differential Forms and Variational Principles (New York, N. Y., 1975).

  22. T. W. Barrett:Physiol. Chem. Phys.,8, 259 (1956).

    Google Scholar 

  23. T. W. Barrett:Adv. Biol. Med. Phys.,17 (1979), in press.

  24. A. E. Haas:Der erste Quantensatz für das Atom.—Dokumente der Naturwissenschaft Vol.10 (Stuttgart, 1965).

  25. A. Hermann:The Genesis of Quantum Theory (1899–1913) (Cambridge, Mass., 1971).

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Additional information

Traduzione a cura della Redazione.

Переведено редакцией.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Barrett, T.W. A redefinition of quantum-mechanical exchange and Coulomb integrals by a reinterpretation of atomic and molecular orbitals as Taylor expansions of a potential and a similar treatment of the electromagnetic field.. Nuov Cim A 50, 53–64 (1979). https://doi.org/10.1007/BF02804770

Download citation

  • Received:

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF02804770

Navigation