Homonuclear Diatomare Molekyler
I atomer, som du ved, elektroner opholde sig i orbitals af forskellige energylevels såsom 1s, 2s, 3d osv.Disse orbitaler repræsenterer sandsynlighedsfordelingen for at finde anelectron overalt omkring theatom. Molekylær orbital teori udgør forestillingen om, at elektroner inmolekyler ligeledes eksisterer ligeglade orbitaler, der giver sandsynligheden for at finde elektronen på særlige punkter omkring demolekyle., For at fremstille sæt orbitaler til et molekyle tilføjer vi sammen valensatomiskebølgefunktioner for de bundne atomer i molekylet. Dette er ikke så kompliceret, som det måske lyder. Lad os overveje bindingen inhomonuclear diatomicmolekyler–molekyler af formlen A2.
måske er det enkleste molekyle, vi kan forestille os, hydrogen, H2.As vi har discussed, at producere de molekylære orbitaler for hydrogen, vi tilføje togetherthe valence atomicavavefunctions at producere de molekylære orbitaler for hydrogen. Hverhydrogenatom inH2 har kun 1s orbital, så vi tilføjer de to 1bølgefunktioner., Som du havelearned i din undersøgelse af atomare struktur, atomic wavefunctions kan haveeither plus eller minusphases-dette betyder, at værdien af den bølgefunktion yis enten positive ornegative. Der er to måder at tilføje bølgefunktionerne på, entenbåde i fase (enten bothplus eller begge minus) eller uden for fase (et plus og det andet minus).viser, hvordan atombølgefunktioner kan tilsættes sammen for at producere molecularorbitals.
den i fase overlapningskombination (øverste sæt orbitaler i ) producerer en opbygning af elektrondensitet mellem de to kerner, hvilket resulterer i lavere energi for den orbital.Elektronerne, der besætter sH-Horbital, repræsenterer det bindende par elektroner fra Le .is-strukturen af H2 og er passende navngivet abonding molecular orbital. Den anden molekylære orbital produceret, S * H-H viser et fald i elektrondensitetmellem kernernenår en værdi på nul ved midtpunktet mellem kernerne, hvor der er et knudepunktsplan., Da S * H-H orbital viser et fald i bindingmellem tonuconuclei kaldes det en antibonding molekylær orbital. På grund af faldet i elektrondensitetmellem kernerne er antibonding orbital højere i energi end begge bindings orbital og hydrogen 1s orbitaler. I molekylet H2 optager ingen elektroner den antibonderende orbitale.,
for At opsummere disse resultater om den relative energier, limning,antibonding, og atomicorbitals, kan vi konstruere en orbital korrelation diagram, shownin :
Bemærk, at orbitals af de adskilte atomer, der er skrevet på hver side af diagram som horizontallines i en højde, der angiver deres relative energier. Elektronerne i hveratomisk orbital er repræsenteretaf pile., I midten af diagrammet er de molekylære orbitaler afmolekyle af interesse erskrevet. Stiplede linjer forbinder forældrenes atomiske orbitaler med datterenmolekylære orbitaler. Ingeneral, limning molekylære orbitaler er lavere i energi end nogen af deres forældre atomare orbitaler.Tilsvarende antibonding orbitaler er højere i energi end nogen af densparente atomare orbitaler. Becausewe skal overholde loven om energiens bevarelse, mængden af stabilizationof limning orbitalmust lige mængden af destabilisering af antibonding orbital, som shownabove.,
du spekulerer måske på, om Le .is-strukturen og den molekylære orbitalbehandling af hydrogenmolekylet er enig med hinanden. Faktisk gør de det. Le .is-strukturen forH2 er H-H, forudsiger en enkelt binding mellem hvert hydrogenatom med to elektroner i bindingen.Den orbital korrelationdiagram forudsiger det samme-to elektroner fylder en enkelt bondingmolekylær orbital. For yderligere at demonstrere konsistensen af Le .isstructures med Mo teori,vil vi formalisere en definition af bond order–antallet af Bonds bet .een atomer i et molekyle.,Bindingsordren er forskellen i antallet af elektronpar, der besætteran antibonding og abonding molekylær orbital. Fordi brint er en elektron pairin sin binding orbital andnone i sin antibonding orbital, molecular orbital teori forudsiger, at H2 har en bondorder af en–det samme resultat, der er afledt af Lewis-strukturer.