Циклопедия скорбит по жертвам террористического акта в Крокус-Сити (Красногорск, МО)

Молекулярная орбиталь

Материал из Циклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Химия (лекция 7) «Метод валентных связей». Лекцию ведет к.х.н., профессор Пресс Ирина Александровна // СЗТУ

Молекулярная орбиталь — математическая модель, описывающая специфическое поведение электрона в молекуле. Конкретно — одноэлектронная волновая функция, задающая состояние электрона, общего для нескольких входящих в молекулу атомов.

Dihydrogen-MO-Diagram.svg

Образование молекулярных орбиталей из атомных изображают в виде энергетической диаграммы, где по вертикали откладывают значения энергии орбиталей. Слева и справа на диаграмме приводят энергетические уровни атомных орбиталей, в середине — уровни образованных из них молекулярных орбиталей.

В зависимости от распределения электронов по разрыхляющим и связывающим молекулярным орбиталям находятся такие свойства вещества, как энергия ионизации молекулы, структурная формула молекулы, магнитные свойства молекулы, окраска веществ.

Качества молекулярной орбитали[править]

Характер распределения электронов по молекулярной орбитали определяет порядок (кратность) связи, её энергию, межъядерные расстояния (длина связи), магнитные свойства молекул и др. Заполнение молекулярных орбиталей подчиняется тем же правилам, что и заполнение атомных: принципу энергетической выгодности, принципу Паули, правилу Хунда.

Кратность связи в теории молекулярных орбиталей определяется выражением

где и  — суммарные количества электронов на связывающих и разрыхляющих орбиталях соответственно.


Виды молекулярных орбиталей[править]

Различают связывающие и разрыхляющие молекулярные орбитали. В связывающей молекулярной орбитали электронная плотность концентрируется между ядрами, в разрыхляющей молекулярной орбитали — за ядрами, а между ними она равна нулю.

Связывающая молекулярная орбиталь характеризуется повышенной электронной плотностью в пространстве между ядрами, поэтому такая орбиталь энергетически более выгодна, чем атомные орбитали.

Молекулярные орбитали, образованные перекрыванием атомных орбиталей по оси расположения атомных ядер, называют σ-орбиталями.

Молекулярные орбитали в разных типах молекул[править]

В гетероядерных двухатомных молекулах связывающие орбитали по энергии ближе к орбиталям более электроотрицательного атома, разрыхляющие — ближе к орбиталям менее электроотрицательного атома. В связывающую орбиталь больший вклад вносит орбиталь более электроотрицательного атома, а в разрыхляющую — орбиталь менее электроотрицательного атома.

Для многоатомных молекул молекулярная орбиталь составляется из орбитали центрального атома и так называемой групповой орбитали. Групповая орбиталь представляет собой результат комбинации орбиталей периферических атомов (лигандов).