Τύποι μοριακών τροχιακών (δεσμός, αντιδεσμικός)

Ένα μοριακό τροχιακό είναι μια μέθοδος δημιουργίας δεσμών όπου τα τροχιακά περικλείουν ολόκληρο το μόριο αντί να βρίσκεται μεταξύ ατόμων. Είναι το αποτέλεσμα συνδυασμών ατομικών τροχιακών. Δεδομένου ότι τα τροχιακά είναι κυματικές συναρτήσεις, μπορούν να συνδυαστούν εποικοδομητικά για να σχηματίσουν δεσμευτικά μοριακά τροχιακά ή να διαιρεθούν για να σχηματίσουν αντιδεσμικά μοριακά τροχιακά.

Τα μοριακά τροχιακά σχηματίζονται όταν ατομικά τροχιακά με παρόμοιες ενέργειες και σωστή συμμετρία μπορούν να επικαλύπτονται. Ατομικά τροχιακά διαφορετικών ενεργειών ή λανθασμένου χωρικού προσανατολισμού (ορθογώνια) δεν συνδυάζονται και ονομάζονται τροχιακά χωρίς δεσμούς. 

Τροχιακά 

Τα τροχιακά αντιπροσωπεύουν την πιθανότητα εύρεσης ηλεκτρονίου σε οποιαδήποτε τυχαία θέση. Αυτά τα τροχιακά αντιστοιχούν σε διαφορετικές ενέργειες. Τα ηλεκτρόνια στα τροχιακά έχουν μια ορισμένη ποσότητα ενέργειας.

 

Δείτε πώς η κβαντική μηχανική περιγράφει καλύτερα τις τροχιές.

 

Τα μοριακά τροχιακά σχηματίζονται λόγω της επικάλυψης δύο ατομικών τροχιακών που καταλαμβάνονται από ένα ζεύγος ηλεκτρονίων.

 

Τα ατομικά τροχιακά αντιπροσωπεύουν την περιοχή ακριβώς έξω από τον πυρήνα του ατόμου όπου η πιθανότητα εύρεσης τα ηλεκτρόνια είναι τα μεγαλύτερα (95 τοις εκατό).

Σχηματισμός μοριακού δεσμού

Μοριακό τα τροχιακά προκύπτουν από την ενεργοποιημένη εγγύτητα μεταξύ ατομικών τροχιακών, τα οποία εγκρίνονται εάν οι ιδανικές συμμετρίες τους (όπως καθορίζονται από τη θεωρία ομάδων) είναι φιλικές μεταξύ τους.

Τύπος μοριακού δεσμού

Όταν Τα ατομικά τροχιακά αλληλεπιδρούν, τα μοριακά τροχιακά που προκύπτουν μπορεί να είναι τριών τύπων:δεσμευτικά, αντιδεσμικά και μη δεσμευτικά.

Μοριακό τροχιακό δεσμού

Δεσμός Τα τροχιακά χρησιμοποιούνται συνήθως στη θεωρία των μοριακών τροχιακών για την επεξεργασία των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των ατομικών τροχιακών δύο ή περισσότερων ατόμων σε ένα μόριο.

Το Η ενέργεια των δεσμών των μοριακών τροχιακών είναι χαμηλότερη από τα ατομικά τροχιακά στα οποία είναι συνδεδεμένα.

Το MO διάγραμμα για διυδρογόνο

Αντιδεσμικό Μοριακό Τροχιακό

Στο θεωρία χημικών δεσμών, ένα αντιδεσμικό τροχιακό είναι ένα μοριακό τροχιακό που αποδυναμώνει τον χημικό δεσμό μεταξύ δύο ατόμων και βοηθά στην αύξηση της ενέργειας ενός μορίου σε σχέση με ένα μεμονωμένο άτομο

Οι αντιδεσμικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ ατομικών τροχιακών είναι καταστροφικές ( εκτός φάσης) αλληλεπιδράσεις, κομβικά επίπεδα όπου η κυματοσυνάρτηση των τροχιακών αντιδεσμών μεταξύ δύο αλληλεπιδρώντων σωματιδίων είναι μηδέν

Antibonding Τα μοριακά τροχιακά έχουν υψηλότερες ενέργειες από τα ατομικά τροχιακά με τα οποία συνδέονται

Μοριακό τροχιακό χωρίς δεσμό

Ένα μη δεσμευτικό τροχιακό, γνωστό και ως μη δεσμευτικό μοριακό τροχιακό, είναι ένα μοριακό τροχιακό του οποίου Η κατάληψη ηλεκτρονίων δεν αυξάνει ή μειώνει τη σειρά των δεσμών μεταξύ των εμπλεκόμενων ατόμων. Επομένως, δεν μπορεί να επικαλύπτεται και να αλληλεπιδρά με το τροχιακό σθένους τύπου s στο άτομο υδρογόνου.

 

 

Μοριακά τροχιακά διαγράμματα>

Το μοριακό τροχιακό διάγραμμα είναι ένα εργαλείο ποιοτικής περιγραφής που εξηγεί τους χημικούς δεσμούς στα μόρια, συνήθως με όρους μοριακούς τροχιακή θεωρία, ειδικότερα, γραμμικοί συνδυασμοί ατομικών τροχιακών.

Ένα μοριακό τροχιακό διάγραμμα είναι ένα διάγραμμα των επιπέδων μοριακής τροχιακής ενέργειας, που εμφανίζεται ως μια μικρή οριζόντια γραμμή στο μέση, πλαισιωμένη από συστατικά επίπεδα ατομικής τροχιακής ενέργειας για σύγκριση, με τις ενέργειες d να αυξάνονται από κάτω προς τα πάνω. Οι γραμμές, συνήθως διακεκομμένες διαγώνιες γραμμές, συνδέουν τα μοριακά τροχιακά επίπεδα με τα ατομικά τροχιακά επίπεδα από τα οποία αποτελούνται.

Τα εκφυλισμένα επίπεδα ενέργειας συνήθως εμφανίζονται δίπλα-δίπλα. Σύμφωνα με την αρχή του αποκλεισμού Pauli, τα σωστά επίπεδα ατομικής τροχιακής και μοριακής τροχιακής ενέργειας γεμίζουν με ηλεκτρόνια, που αντιπροσωπεύονται από μικρά κατακόρυφα βέλη των οποίων ο προσανατολισμός υποδεικνύει το σπιν του ηλεκτρονίου.

Σύμφωνα με την αρχή του Aufbau, προβλέπουμε την κατανομή των ηλεκτρονίων σε αυτά τα μοριακά τροχιακά γεμίζοντας τα τροχιακά στο με τον ίδιο τρόπο όπως τα ατομικά τροχιακά.

Μοριακή τροχιακή θεωρία

Για λόγους απλότητας, θα εξετάσουμε την αλληλεπίδραση των τροχιακών που περιέχουν ηλεκτρόνια σθένους για τη δημιουργία μοριακών τροχιακών. Οι κυματοσυναρτήσεις του «ατόμου υδρογόνου Α» και του «ατόμου υδρογόνου Β» μπορούν να αλληλεπιδράσουν εποικοδομητικά ή καταστροφικά. Ο στόχος της θεωρίας των μοριακών τροχιακών είναι να περιγράψει τα μόρια παρόμοια με τον τρόπο που περιγράφουμε τα άτομα, δηλαδή από την άποψη των τροχιακών, των διαγραμμάτων τροχιακών και της ηλεκτρονικής διαμόρφωσης.

Η μοριακή τροχιακή θεωρία εξηγεί τους χημικούς δεσμούς εξηγήστε τον παραμαγνητισμό των μορίων οξυγόνου. Αυτό εξηγεί επίσης τη δέσμευση σε πολλά άλλα μόρια, όπως παραβιάσεις οκτάδας και πολλά περισσότερα μόρια με πιο σύνθετες δεσμεύσεις (πέρα από το πλαίσιο αυτού του άρθρου) που είναι δύσκολο να περιγραφούν με δομές Lewis. Επιπλέον, παρέχει ένα μοντέλο για να περιγράψει τις ενέργειες των ηλεκτρονίων στα μόρια και τις πιθανές θέσεις αυτών των ηλεκτρονίων.

Antibonding vs Bonding h2>

Περισσότερο Τις φορές, τα ηλεκτρόνια μεταξύ των δύο πυρήνων τοποθετούνται σε τροχιακά δεσμού, ενώ τα ηλεκτρόνια έξω από τους δύο πυρήνες, τις περισσότερες φορές τοποθετούνται σε τροχιακά με αντιδέσμευση. Η πυκνότητα ηλεκτρονίων μεταξύ των πυρήνων στα τροχιακά δεσμών αυξάνεται ενώ η πυκνότητα ηλεκτρονίων στα τροχιακά με αντιδεσμό μειώνεται. Όταν ένα μόριο βρίσκεται ανάμεσα σε δύο πυρήνες, η τοποθέτηση ηλεκτρονίων στα τροχιακά δεσμών σταθεροποιεί το μόριο. Αντίστροφα, η τοποθέτηση ηλεκτρονίων σε τροχιακά με αντιδέσμευση μειώνει τη σταθερότητα του μορίου. Ανάλογα με το ενεργειακό επίπεδο του τροχιακού, γεμίζουν τα ηλεκτρόνια. Θα γεμίσουν πρώτα τα τροχιακά χαμηλότερης ενέργειας. τότε θα γεμίσουν τα τροχιακά υψηλότερης ενέργειας. Εάν η λαμβανόμενη τάξη δεσμού είναι μηδέν, σημαίνει ότι το μόριο είναι πολύ ασταθές και, επομένως, δεν θα υπάρχει.

Συμπέρασμα

Η συγχώνευση δημιουργεί μοριακά τροχιακά ατομικών τροχιακών συνδεδεμένων ατόμων. Έτσι, οι διατάξεις ηλεκτρονίων βρίσκονται σε διαφορετικά ατομικά τροχιακά, που συνήθως συνδέονται με άλλους ατομικούς πυρήνες. Η μοριακή τροχιακή θεωρία περιγράφει τη συμπεριφορά των ηλεκτρονίων στα μόρια με όρους συνδυασμών συναρτήσεων ατομικού κύματος. Τα προκύπτοντα μοριακά τροχιακά μπορούν να εκτείνονται σε όλα τα άτομα του μορίου.

Η θεωρία των μοριακών τροχιακών λειτουργεί με βάση την ιδέα ότι τα ατομικά τροχιακά ενώνονται για να δημιουργήσουν μοριακά τροχιακά. Δεδομένου ότι η πυκνότητα ηλεκτρονίων κάθε ατόμου κατανέμεται σε όλο το μόριο, η ενέργεια των ηλεκτρονίων μειώνεται. Τα επικαλυπτόμενα ατομικά τροχιακά παράγουν αποτελεσματικά σταθερά μοριακά τροχιακά.