Πώς σχετίζονται τα ατομικά και τα μοριακά τροχιακά;

Τα ατομικά και τα μοριακά τροχιακά είναι στενά συνδεδεμένα, με τα μοριακά τροχιακά να σχηματίζονται από το συνδυασμό ατομικών τροχιακών. Ακολουθεί μια ανάλυση της σύνδεσής τους:

Ατομικά τροχιακά:

* Ορισμός: Τα ατομικά τροχιακά αντιπροσωπεύουν τις περιοχές του χώρου γύρω από τον πυρήνα ενός ατόμου, όπου υπάρχει μεγάλη πιθανότητα εύρεσης ηλεκτρονίου.

* Τύποι: Χαρακτηρίζονται από το σχήμα τους (S, P, D, F) και το επίπεδο ενέργειας.

* Focus: Τα ατομικά τροχιακά περιγράφουν τη συμπεριφορά των ηλεκτρονίων μέσα σε ένα μόνο άτομο.

Μοριακά τροχιακά:

* Ορισμός: Τα μοριακά τροχιακά αντιπροσωπεύουν τις περιοχές του χώρου γύρω από τους πυρήνες πολλαπλών ατόμων σε ένα μόριο όπου υπάρχει μεγάλη πιθανότητα εύρεσης ηλεκτρονίου.

* σχηματισμός: Τα μοριακά τροχιακά προκύπτουν από την επικάλυψη των ατομικών τροχιακών από διαφορετικά άτομα όταν δεσμεύονται. Αυτή η επικάλυψη μπορεί να είναι εποικοδομητική (συγκόλληση) ή καταστροφική (αντιβρωμιές).

* Focus: Τα μοριακά τροχιακά περιγράφουν τη συμπεριφορά των ηλεκτρονίων σε ολόκληρο το μόριο, που περιλαμβάνουν τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των ατόμων.

Η σχέση:

1. Επικάλυψη και συνδυασμός: Όταν τα άτομα πλησιάζουν ο ένας τον άλλον για να σχηματίσουν έναν δεσμό, τα ατομικά τροχιακά τους αλληλεπιδρούν και αλληλεπικαλύπτονται. Αυτή η επικάλυψη οδηγεί στο σχηματισμό μοριακών τροχιακών.

2. εποικοδομητική και καταστροφική παρεμβολή: Ο τρόπος που επικαλύπτονται τα ατομικά τροχιακά καθορίζει τον τύπο της μοριακής τροχιάς που σχηματίζεται.

* εποικοδομητική παρεμβολή: Οδηγεί σε συγκόλληση μοριακών τροχιακών, τα οποία έχουν χαμηλότερη ενέργεια από τα αρχικά ατομικά τροχιακά και συμβάλλουν στη σταθερότητα του μορίου.

* Καταστροφική παρεμβολή: Οδηγεί σε μοριακά τροχιακά αντιμονούντα, τα οποία έχουν υψηλότερη ενέργεια από τα αρχικά ατομικά τροχιακά και αποσταθεροποιούν το μόριο.

3. Παραγγελία επιπέδου ενέργειας: Τα μοριακά τροχιακά είναι διατεταγμένα σε αύξηση των επιπέδων ενέργειας, παρόμοια με τα ατομικά τροχιακά. Τα ηλεκτρόνια γεμίζουν αυτά τα τροχιακά μετά την αρχή του Aufbau και τον κανόνα του Hund.

Παράδειγμα:

* μόριο H2: Τα δύο άτομα υδρογόνου έχουν το καθένα ένα ατομικό τροχιακό 1S. Αυτά τα τροχιακά επικαλύπτονται για να σχηματίσουν ένα μοριακό τροχιακό (σ) Sigma και ένα μοριακό τροχιακό (σ*). Τα δύο ηλεκτρόνια στο μόριο H2 καταλαμβάνουν την τροχιά συγκόλλησης κατώτερου ενέργειας, συμβάλλοντας στη σταθερότητα του μορίου.

Στην ουσία, τα ατομικά τροχιακά είναι τα δομικά στοιχεία για τα μοριακά τροχιακά. Ο τρόπος με τον οποίο συνδυάζουν αυτά τα ατομικά τροχιακά καθορίζει τις ιδιότητες των προκύπτουσων μοριακών τροχιακών, οι οποίες με τη σειρά τους επηρεάζουν τη συνολική συμπεριφορά και τη σταθερότητα του μορίου.