101 вопрос о нанотехнологиях. Нагорнов Ю.С. - 96 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГУ | Тольятти

Составители: 

Рубрика: 

96
Рис.71. Распределение молекулярных орбиталей перикиси водорода H
2
O
2
, вычисленные с
помощью метода МО ЛКАО.
Из исходных атомных орбиталей возникает n МО. Так, при образовании двухатомной
молекулы H
2
из атомов Н из s-орбиталей двух атомов Н возникают две двухцентровые
МО – одна энергетически более выгодная (связывающая σ
s
св
), другая менее выгодная
(разрыхляющая σ
s
разр
), чем исходные атомные орбитали. На связывающей МО электрон
большую часть времени пребывает между ядрами (повышается электронная плотность),
способствуя их химическому связыванию. На разрыхляющей же МО электрон большую
часть времени находится за ядрами, вызывая отталкивание ядер друг от друга.
Характер распределения электронов по МО определяет порядок или кратность связи,
её энергию, межъядерные расстояния или длину связи, магнитные свойства молекул и др.
Заполнение молекулярных орбиталей подчиняется тем же правилам, что и заполнение
атомных: принципу энергетической выгодности, принципу Паули, правилу Хунда,
принципу заполнения электронных структур.
В общепринятом приближении молекулярная орбиталь рассматривается как линейная
комбинация атомных орбиталей (приближение МО ЛКАО). Кратность связи в теории
молекулярных орбиталей определяется выражением
где и — суммарные количества электронов на связывающих и
разрыхляющих орбиталях соответственно.
Рассмотрим на примере молекулы водорода. У двух атомов водорода два 1S орбитали
с 1 электроном на каждой. Они имеют одинаковую энергию. Далее по приближению МО
ЛКАО эти две орбитали преобразуются на 2: связывающую и разрыхляющую. Причём
связывающая находится по энергии ниже 1s орбиталей водородов на ∆E. Разрыхляющая
орбиталь находится выше 1s орбиталей на ∆E. Пусть 1S орбитали водородов имеют
энергию Е, тогда связывающая орбиталь имеет энергию E – ∆E, разрыхляющая E + ∆E.
Сложим энергии этих двух орбиталей (E – ∆E) + (E + ∆E) = 2E, что соответствует двум 1s
орбиталям двух атомов водорода. То есть закон сохранения энергии выполняется, что и
должно быть.

Страницы