Метод молекулярных орбиталей.

Страница 1

К сожалению метод валентных связей, имеющий хорошую наглядность, не смог объяснить ряд особенностей отдельных молекул и устойчивость частиц. Так, метод ВС не мог объяснить, почему в молекуле O2 остаются неиспользованными два электрона и молекула обладает магнитными свойствами, почему существуют и являются достаточно устойчивыми ионы Н2–, Ne2+, O2+ и др.? Ответ на многие “почему?” был получен после введения в теорию химической связи метода молекулярных орбиталей (метода МО).

Метод молекулярных орбиталей базируется на следующих положениях:

– Электроны в молекулах находятся на молекулярных орбиталях, как у атома – на атомных.

– молекулярные орбитали получаются при складывании атомных орбиталей.

– Из двух атомных орбиталей образуется две молекулярные орбитали, одна из которых имеет более низкую энергию.

– Орбиталь с более низкой энергией называется связывающей, а с более высокой – разрыхляющей.

– Образуются как сигма (s-), так и пи (p-) молекулярные орбитали.

– Распределение электронов по молекулярным орбиталям происходит в соответствии тех же принципов, что и по атомным: принципа наименьшей энергии, принципа Паули и правила Гунда.

При взаимодействии двух s-атомных образуется две молекулярные орбитали: ssсв и ssраз (рис.4.18.).

ssраз

+

S S ssсв

Рис.4.18. Схема образованияss -молекулярных орбиталей.

Р-атомные орбитали в зависимости от способа взаимодействия способны образовывать два типа молекулярных орбиталей spx-МО и ppy(pz)-МО. (рис.4.19. и 4.20.)

spxраз

+

Px Px spxсв

Рис.4.19. Схема образования spx –МО.

ppzраз

+

ppzсв

Pz Pz

Рис.4.20. Схема образования ppz –МО.

Рассмотрим с позиции метода МО несколько молекул.

Молекула Н2. У каждого атома водорода имеется на атомных орбиталях по одному s-электрону. При взаимодействии водородов атомные орбитали объединяются и образуют, как показано на рис.4.18. две молекулярные орбитали: ssсв и ssраз. Диаграмма взаимного расположения связующих и разрыхляющих молекулярных орбиталей показана на рис.4.21.

По принципу наименьшей энергии и принципу Паули оба электрона располагаются на ssсв-орбитале. Орбиталь ssраз остается свободной.

Метод МО позволяет оценивать проч-

А.О. МО А.О. ность химической связи путем расчета

Н’ Н2 H’’ кратности связи. Кратность связи (К.С.)

ssраз определяется как полуразность числа

электронов на связующих орбиталях (nсв) и

числа электронов на разрыхляющих (nраз)

1S 1S КС= nсв – nраз /2

ssсв Для молекулы водорода кратность связи

Рис.4.21. Энергетическая диаграмма равна 1. КСн2=2–0/1=1

молекулы Н2. Энергия диссоциации молекулы Н2 состав-

ляет 432 кДж/моль.

Молекула Не2. Энергетическая диаграмма молекулы по методу МО представлена на рисунке 4.22.

А.О. МО А.О. По сравнению с молекулой водорода,

Страницы: 1 2 3 4 5 6

Смотрите также

Свойства и применение железа
...

Химия и медицина
     Химия с давних времен вторглась в жизнь человека и продолжает  оказывать ему разностороннюю помощь и сейчас. Особенно важна органическая химия, рассматривающая органические соединения – ...

Составление квартальной отчетности
Представляется в течение года ежеквартально, состоит из бухгалтерского баланса (форма № 1) и отчета о прибылях и убытках (форма № 2). Хотя по желанию организация может представлять и иные отчетные фор ...