Образование молекулы водородаПредположим, что взаимодействуют два атома водорода: атом НА (его волновую функцию обозначим yА) и атом НВ ( волновая функция yВ). Спины электронов антипараллельны. При сближении этих атомов их АО перекрываются. Образуется общая двухцентровая молекулярная орбиталь. Теперь, если электрон находится вблизи ядра НА, его орбиталь сходна с атомной орбиталью, имеющей волновую функцию yА, если же он находится вблизи ядра НВ, она похожа на АО с волновой функцией yВ. Метод МО исходит из того, что при перекрывании двух АО образуется две МО. Волновая функция одной из них (yАВ) характеризуется сложением волновых функций атомных орбиталей: yАВ = yА + yВ.Знак «+» показывает, что электронная плотность в пространстве между ядрами выше, чем в других частях МО. Эта новая орбиталь обладает меньшей энергией по сравнению с исходным состоянием и называется связывающей орбиталью. Для молекулы водорода она обозначается s 1s(рис.32-а).
 |
Другая МО описывается волновой функцией, образующейся путём вычитания функций АО:y*АВ = yА — yВ.Знак «-» показывает, что вероятность нахождения электрона между ядрами равна нулю. Электроны на такой молекулярной орбитали находятся дальше от ядер, чем на АО. Это энергетически менее выгодно, поэтому атомы стремятся разъединиться, и МО такого типа называется разрыхляющей или антисвязывающей МО и обозначается s* 1s. В области между ядрами у неё проходит узловая поверхность (рис. 32-б).Электроны, находящиеся на любой связывающей орбитали всегда стремятся сблизить атомы, а электроны, расположенные на разрыхляющих орбиталях, — разъединить их.
При образовании молекулы водорода (рис. 33) электроны размещаются на связывающей орбитали. Разрыхляющая орбиталь остаётся свободной. В этом случае система обладает минимумом энергии и, следовательно, повышенной устойчивостью. Электронная формула молекулы Н2 [(σ1s)2].
 |
При сообщении молекуле достаточной энергии можно перевести один или оба электрона на разрыхляющую орбиталь и система станет неустойчивой.В соответствии с методом МО может быть определён порядок связи между атомами. Эта величина является мерой взаимодействия между ними. Существует три наиболее распространённых типа связи: простая (одинарная) s —связь (порядок связи 1,0), двойная (s-,p-) связь (порядок связи 2,0) и тройная (s-,p-,p-) связь (порядок связи 3,0). Однако величины данной характеристики ковалентной связи не ограничиваются только целыми числами. Они могут иметь и дробные значения. Для их вычисления предложен следующий подход: порядок связи равен половине разности между числом связывающих и числом разрыхляющих электронов: ПС = 0,5 · (ЧСЭ – ЧРЭ), где ПС — порядок связи; ЧСЭ — число связывающих электронов; ЧРЭ — число электронов на разрыхляющих орбиталях. Для молекулы водорода ПС равен 0,5 · (2-0) = 1.
Ваша оценка?
