>> 自然の科学 >  >> 化学

分子軌道の種類(結合、反結合)


分子軌道は、軌道が全体を包含する結合を作成する方法です。原子間に位置するのではなく、分子。それらは原子軌道の組み合わせの結果です。軌道は波動関数であるため、建設的に結合して結合分子軌道を形成したり、分裂して反結合分子軌道を形成したりできます。

分子軌道は、同様のエネルギーと正しい対称性を持つ原子軌道が重なり合うときに形成されます。異なるエネルギーまたは間違った空間方向 (直交) の原子軌道は結合せず、結合のない軌道と呼ばれます。

軌道

軌道は、ランダムな位置で電子を見つける確率を表します。これらの軌道は異なるエネルギーに対応しています。軌道上の電子は、一定量のエネルギーを持っています。

量子力学が軌道を最もよく表す方法は次のとおりです。

分子軌道は、2 つの原子軌道が重なって形成されます。

原子軌道は、原子核のすぐ外側の領域を表します。電子が最大です (95%)。

分子結合形成

分子軌道は、原子軌道間の有効な近接から生じます。原子軌道は、理想的な対称性 (群論によって決定される) が互いに友好的である場合に認可されます。

分子結合タイプ

場合原子軌道が相互作用すると、結果として得られる分子軌道は、結合、反結合、および非結合の 3 種類になります。

結合分子軌道

ボンド軌道は、分子内の 2 つ以上の原子の原子軌道間の相互作用を詳しく説明するために、分子軌道理論で一般的に使用されます。

結合分子軌道のエネルギーは、それらが結合している原子軌道よりも低くなります。

MO二水素の図

反結合分子軌道

In化学結合理論、反結合性軌道は、2 つの原子間の化学結合を弱め、単一の原子に比べて分子のエネルギーを増加させるのに役立つ分子軌道です

原子軌道間の反結合相互作用は破壊的です (位相がずれている) 相互作用、相互作用する 2 つの粒子間の反結合性軌道の波動関数がゼロである節面

アンチボンディング分子軌道は、それらが結合する原子軌道よりも高いエネルギーを持っています

非結合分子軌道

非結合分子軌道とも呼ばれる非結合軌道は、電子の占有は、関与する原子間の結合の順序を増減しません。したがって、水素原子の s 型の価電子軌道と重なって相互作用することはできません。

分子軌道図

分子軌道図は、分子の化学結合を定性的に説明するツールであり、通常は分子軌道理論、特に原子軌道の線形結合。

分子軌道図は、分子軌道エネルギー レベルの図であり、中央には、比較のために構成原子軌道エネルギーレベルが隣接し、dエネルギーは下から上に増加します。線 (通常は対角線の破線) は、分子軌道レベルをそれらを構成する原子軌道レベルに接続します。

通常、縮退したエネルギー レベルは並べて表示されます。パウリの排他原理によれば、正しい原子軌道と分子軌道のエネルギー準位は電子で満たされ、その向きが電子のスピンを示す小さな縦の矢印で表されます。

アウフバウの原理に従って、これらの分子軌道の電子の分布を、原子軌道と同じ方法。

分子軌道理論

簡単にするために、相互作用を考えます分子軌道を生成するための価電子を含む軌道の。 「水素原子A」と「水素原子B」の波動関数は、建設的または破壊的に相互作用することができます。分子軌道理論の目標は、原子を記述する方法と同様に分子を記述することです。つまり、軌道、軌道図、および電子配置の観点からです。

分子軌道理論は化学結合を説明します酸素分子の常磁性を説明します。これは、オクテット ライン違反や、ルイス構造では記述が難しい (このペーパーの範囲を超えた) より複雑な結合を持つ多くの分子など、他の多くの分子の結合も説明します。さらに、分子内の電子のエネルギーとそれらの電子の可能な位置を記述するモデルを提供します。

反結合 vs 結合軌道

ほとんどほとんどの場合、2 つの原子核間の電子は結合性軌道に配置され、2 つの原子核の外側の電子はほとんどの場合反結合性軌道に配置されます。結合軌道の原子核間の電子密度は増加し、反結合軌道の電子密度は減少します。分子が 2 つの核の間にある場合、結合軌道に電子を配置すると、分子が安定します。逆に、電子を反結合性軌道に配置すると、分子の安定性が低下します。軌道のエネルギーレベルに応じて、電子が満たされます。それらは最初に低エネルギー軌道を埋めます。次に、それらはより高いエネルギーの軌道を埋めます。得られた結合次数がゼロの場合、分子が不安定すぎて存在しないことを意味します。

結論

融合により、結合した原子の原子軌道の分子軌道が作成されます。したがって、電子配置は、通常は他の原子核に関連するさまざまな原子軌道で見られます。分子軌道理論は、分子内の電子の振る舞いを原子の波動関数の組み合わせで説明します。結果の分子軌道は、分子内のすべての原子にまたがることができます。

分子軌道理論は、原子軌道が結合して分子軌道。各原子の電子密度は分子全体に分布しているため、電子のエネルギーは減少します。原子軌道の重なりは、効果的に安定した分子軌道を生成します。



  1. 花崗岩と石英の違い
  2. d- および f- ブロック要素
  3. ヘミケタール官能基
  4. シュウ酸 vs KMnO4
  5. ビーカーを直接加熱できますか?
  6. 文字Rで始まる化学の定義