はじめに
分子軌道理論では、原子が結合して新しい分子軌道が作成されます。原子軌道は線形結合され、結合軌道と反結合軌道が生成されます となり、これらの新しい軌道が作成されます。反結合性軌道よりも多くの結合性軌道があります。したがって、彼らはすぐにいっぱいになります。化学軌道を計算することにより、結合順序を計算するのは簡単です。
本文
分子軌道理論
原子軌道が重なると分子軌道ができます。電気陰性度と原子軌道エネルギーは関連しています。これは、電気陰性度の原子がより活発に電子にくっつき、結果として原子軌道エネルギーが低くなるためです。結合モードは、原子軌道のエネルギーがほぼ等しい場合にのみ可能です。それ以外の場合、MO モデルは無効です。軌道が重なるためには、それらも同じ対称性を持っていなければなりません。
2 つの原子軌道間の位相接続によって、それらがどのように重なり合うかが決まります。電子の波のような特徴は、軌道の位相に直接関係しています。軌道のグラフィカルな描写は、プラスまたはマイナスの記号 (電荷とは関係ありません) または 1 つのローブの暗色化を示します。分子軌道の文脈では、位相の符号は物理的な意味を持ちません。電子密度の大部分が 2 つの原子核の間に位置する分子軌道は、同じ符号の 2 つの軌道が建設的に重なり合うことによって形成されます。結合軌道は最初の原子軌道よりもエネルギーが低いため、一般に結合軌道と呼ばれています。
分子軌道理論の原理:
- 分子軌道は、結合した原子によってもたらされる原子軌道の数と常に等しくなります。
- 分子軌道に関しては、結合軌道と反結合軌道 どちらも親原子よりもエネルギーが低いです。
- 軌道エネルギーが低いものから高いものまで、分子内の電子は軌道に割り当てられます。
- 個々の原子軌道のエネルギーが同等であると、分子軌道を構築しやすくなります。
結合軌道
結合の原子が一緒になると、それらの原子軌道から結合軌道が作成されます。これらの軌道は、原子の原子軌道が主に建設的な干渉をもたらす方法で結合するときに作成されます。結合軌道の主な特徴は、原子軌道と比較して分子軌道のエネルギーが低いことです。その結果、分子 (特定の小さな距離で分離された原子) は、孤立した原子よりもエネルギーが低くなります。
さらに、結合軌道の電子密度は原子間にあります。これにより、共有結合は、2 つの原子間で電子が「共有」されることによって形成されると考えられます。
建設的な干渉を伴う軌道の端から端までのオーバーラップにより、結合 (同相) が生じます。軸上結合とは、電子密度が 2 つの結合核の間に正確に位置することを意味します。
反結合軌道
反結合分子軌道 、一方で、他の原子軌道がどのように混合するかを見ることで説明できるかもしれません. 結合軌道と反結合軌道 は基本的に同じものです。原子軌道がほとんど破壊的な干渉をもたらす方法で混合すると、それらが作成されます。 反結合電子の分子軌道 システムは、原子の対応物よりもエネルギー的です。別の言い方をすれば、このエネルギーの違いのために、分子状態 (原子が近くにある) は、孤立した状態 (原子が遠く離れている) よりもエネルギーが高くなります。
「ノード」または電子密度がゼロの場所は、反結合性分子軌道のもう 1 つの特徴です。 . MO のノードが多いほど、MO はより強力になります。
反結合性軌道は * 記号で示されます。この場合、* 軌道という用語は、反結合性軌道を指します。
結合および反結合の分子軌道
結合を作る役割を担う分子軌道を結合分子軌道と呼びます。 2 つの原子核の近傍以外に電子を持つ分子は、反結合性分子軌道と呼ばれます。 .
- 密度
分子軌道の電子密度:結合分子軌道の電子密度は高くなります。
反結合性分子軌道の電子が少ない 他の軌道よりも。
- エネルギー
分子軌道結合エネルギー：分子軌道結合のエネルギーは比較して低いです。
比較的、反結合性分子軌道はより大きなエネルギー準位を持っています。
- 表現
結合分子軌道は、表現にアスタリスク記号 (*) なしで描かれています。
アスタリスク (*) を付けて、反結合性分子軌道を図に示します。
分子の幾何学
分子結合分子軌道の形状:結合分子軌道の空間配置は、分子の形状を表します。
反結合性分子軌道の空間配置は、分子の形状に影響しません。
- 電子
結合分子軌道では、電子が触媒として結合を作る役割を果たします。
電子が結合の作成に関与しない反結合性分子軌道があります。
- 安定性
つまり、結合分子軌道の安定性が優れているということです。
原則として、反結合性分子軌道 共有結合された対応物よりも安定性が低い.
結合でも反結合でもない軌道
そもそも友情が形成される理由を思い出してみましょう。そもそも、原子が互いに電子を共有することに何の意味があるのでしょうか?なぜ彼らは単に「独身で満足する」ことができないのでしょうか。
たとえば、希ガスは最もよく知られている例の 1 つです。周期表の最初の行にある価電子が 8 個未満の元素、特に炭素 (C)、窒素 (N)、およびフッ素 (F) には、高い静電駆動力が存在します。
関係する要因を覚えておくと役立つ場合があります。分子の 2 つの正に帯電した核は、2 つの負に帯電した電子によって結合されています。これらの力は、クーロンの方程式を使用してモデル化できます。この場合、2 つの正に帯電した原子核と 2 つの負に帯電した電子がある場合 (反対の電荷が引き付けられることを思い出してください)、これらの力が互いに釣り合っていることがわかります。原子核を一緒にすると、エネルギーが正味で減少し、安定化します。結合解離エネルギーは、このエネルギーの減少に付けられた名前です。
原子核が同じ量だけ離れているが、電子が互いに接触し続けることができないシナリオを考えてみましょう (節があるため、以下を参照)。これら 2 つの正に帯電した原子核の間には電子がありません。したがって、魅力的な安定化接続はありません。電子と原子核の間の引力相互作用は、2 つの原子核間の反発力よりも大きいため、結果として得られる構造は、原子が結合していない場合よりも不安定になります。 「アンチボンディング」は、このシナリオの用語です。
化学結合内の 2 つの原子が重なったり混合したりする場合、それらの間のリンクの作成を説明するために分子軌道理論が使用されます。原子軌道が混ざり合うと、分子軌道が形成されます。 結合軌道と反結合軌道 分子軌道にある可能性があります。分子軌道に関して言えば、結合分子軌道と反結合分子軌道はまったく異なります。結合分子軌道は分子の形を示しますが、反結合分子軌道はそうではありません。
