分子軌道図：結合の視覚的表現
A 分子軌道図 原子軌道が結合して分子内の分子軌道を形成する方法の視覚的表現です。それは化学で使用される強力なツールです。
* 結合および反結合相互作用： 原子軌道がどのように相互作用して新しい分子軌道を形成し、その一部は結合（エネルギーが低い）といくつかの反ボンディング（より高いエネルギー）です。
* 債券注文： 結合軌道における電子の数と反結合軌道の差は、結合順序を決定し、これは結合の強度と直接相関します。
* 磁気特性： 分子軌道中の対応のない電子の存在は、分子の常磁性（磁場に惹かれた）または磁場（磁場によって忌避される）を決定します。
* 電子構成： それは、分子内に電子がどのように分布するかを理解するのに役立ちます。
重要なコンポーネント：
* 原子軌道： これらは、組み合わせて分子軌道を形成する個々の原子の軌道です。それらは図の上の線として表されます。
* 分子軌道： これらは、原子軌道の組み合わせによって形成される新しい軌道です。また、図の線として表されます。
* エネルギーレベル： 各原子および分子軌道のエネルギーは、図の上の位置によって示されます。
* 電子： 各電子は矢印で表され、矢印の方向はそのスピンを示しています。
構造：
* 関係する原子の原子軌道から始める： たとえば、H2には2つの1S原子軌道があります。
* 原子軌道を組み合わせて分子軌道を形成します： 結合軌道（低エネルギー）と反結合軌道（より高いエネルギー）の2つの組み合わせが2つあります。
* 分子軌道を電子で満たします： Hundのルールとパウリ除外原理に従って、電子を分布させます。
図を理解する：
* 結合軌道： 結合軌道中の電子は、分子の安定性に寄与します。それらは、原子軌道の建設的な干渉によって形成され、核間の電子密度が増加します。
* 抗結合軌道： 抗結合軌道中の電子は、分子の安定性を低下させます。それらは破壊的な干渉によって形成され、核間の電子密度の減少につながります。
アプリケーション：
* 分子形状の予測： 分子内の結合電子と非結合電子の数を知ることは、その形状を決定するのに役立ちます。
* 化学反応の説明： 分子軌道の相対的なエネルギーを理解することにより、分子がどのように反応するかを予測できます。
* 分光法の理解： 分子軌道図は、UV-VisやNMR分光法などの分光技術の結果を解釈するのに役立ちます。
例：
* H2の分子軌道図は、2つの原子軌道（1S）を組み合わせて2つの分子軌道を形成します：Sigma（σ）結合軌道とSigma（σ*）抗結合軌道。水素原子からの2つの電子は結合軌道を満たし、1の結合順序を持つ安定した分子をもたらします。
全体として、分子軌道図は、分子の電子構造と結合特性を理解するための強力なフレームワークを提供します。
