Третьего дня, @Sammael задался вопросом: существует ли софт, который позволяет визуализировать волновые функции в форме полноценных облаков, а не изоповерхностей, которые обычно используются. Мне идея понравилась и я немного побаловался. Вот что из этого вышло.
АО водорода.
Многие из вас видели эту картинку:
Она как раз таки отражает непрерывный характер волновых функций, которые хоть и экспоненциально, но все таки распространяются на все пространство. Однако, на этой картинке орбитали приведены к одному размеру. Если же нарисовать их в одинаковом масштабе:
То мы можем довольно сильно удивиться насколько больше, скажем 3р орбиталь, чем 2р орбиталь. Мы часто говорим о том, что 3р орбитали более диффузные когда объясняем реакционную способность элементов третьего периода, но мысленно мы зачастую считаем, что 3р орбиталь это просто большая 2р орбиталь. А на картинке, имхо, очень наглядно видно что такое диффузность.
Еще я побаловался с тем как смешиваются орбитали при сближении. К примеру, вот картинка для 1s и 3p орбиталей – разница в размерах колоссальная и сразу понятно какой силы будет взаимодействие:
Больше картинок с АО водорода можно найти тут
МО молекул
Посмотрим на ВЗМО монооксида углерода:
Можно так же визуализировать плотность вероятности (что, к слову, напоминает нам, что большинство электронной плотности все равно находится ближе к атомам, а не между ними.
Или посмотрим на одну из самых низких по энергии сигма орбиталей бензола:
Ну и напоследок, из красивого:
Все графики можно сохранять в интерактивном формате (html). Вот здесь архив некоторых МО бензола, скачиваете и открываете в браузере и вертите как вам угодно.
В принципе уже сейчас можно графики волновых функций любых молекул (но heatmaps и surfaces сделаны только для плоских) и эндпоинт в hfwavefunctions.py довольно абстрактный. Со временем я наверное сделаю еще более простой доступ из консоли.
Исходный код:
