Энергетические диаграммы двухатомных частиц, образованных элементами первого периода



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Энергетические диаграммы двухатомных частиц, образованных элементами первого периода



 

а) Образование молекулярных орбиталей в молекуле водорода из атомных 1s-орбиталей.

При линейной комбинации двух атомных волновых функций ΨА и ΨВ , принадлежащих атомам водорода А и В, получаются две молекулярные волновые функции:

Ψ+ = ΨА + ΨВ

Ψ. = ΨА – ΨВ

Молекулярная волновая функция Ψ+, образующаяся в результате сложения атомных волновых функций, описывает связывающую молекулярную орбиталь σs. Молекулярная функция Ψ, образующаяся в результате взаимного вычитания атомных волновых функций, описывает разрыхляющую орбиталь σs*. При нахождении электронов на связывающей молекулярной орбитали полная энергия системы из двух атомов меньше, чем при нахождении электронов на исходных атомных орбиталях, а пребывание электронов на разрыхляющей орбитали увеличивает силы отталкивания между ядрами — энергия системы возрастает.

Рис. 14 Энергетическая диаграмма образования молекулы Н2

На энергетической диаграмме (рис.14) связывающая орбиталь располагается ниже, а разрыхляющая орбиталь — выше соответствующих атомных орбиталей. Молекула водорода содержит два электрона с противоположными спинами на σs-орбитали. Молекула диамагнитна. Энергия связи в Н2 равна 435 кДж/моль. Порядок связи равен 2/2 = 1.

б) Образование молекулярных орбиталей в ионе Н2+

Ион Н2+ состоит из двух протонов и одного электрона. На

σ-связывающую молекулярную орбиталь катиона Н2+переходит один электрон атома H с выигрышем энергии. Образуется устойчивое соединение с энергией связи 255кДж/моль. Порядок связи равен 1/2. Молекулярный ион парамагнитен (рис.15).

 

 

Рис. 15 Энергетическая диаграмма образования иона Н2+

в) Образование молекулярных орбиталей в частице Не


Рис. 16Энергетическая диаграмма, иллюстрирующая невозможность образования химической связи между атомами He

В этом случае два электрона займут связывающую молекулярную орбиталь, а два других — разрыхляющую (рис.16). Выигрыша в энергии такое заселение двух орбиталей электронами не принесет. Порядок связи равен 2–2 =0. Следовательно, молекулы He2 не существует.

Таблица 1 Энергия и порядок связи в молекулах элементов 1 периода

Молекулы и молекулярные ионы Электронная конфигурация Энергия связи кДж/моль Порядок связи
Н2+ s)1 0,5
Н2 s)2s*)1
Не2+ s)2s*)1 0,5
Не2 s)2s*)2 -

 

Таблица 1 показывает что в ряду Н2+–Н2–Не2 + по мере заполнения электронами связывающей орбитали энергия и порядок связи увеличивается, а при появлении электрона на разрыхляющей орбитали, наоборот, уменьшается.

Молекула гелия в невозбуждённом состоянии не существует.

 

Гетероядерные двухатомные молекулы образованные элементами разных периодов.

 

У гетероядерных молекул имеется существенное отличие от гомоядерных, связанное с различием по энергии у разных атомов. Чем выше электроотрицательность атома, тем ниже энергия однотипных орбиталей, следовательно, чем больше различие в электроотрицательности у взаимодействующих атомов, тем больше различие в энергиях комбинируемых однотипных орбиталей.

Рассмотрим образование молекулярных орбиталей в молекуле HF.На образование связей атом водорода предоставляет 1s-орбиталь а атом фтора —2s-,2px-,2py-,2pz- .В линейной комбинации могут участвовать лишь энергетически близкие атомные орбитали,имеющие одинаковую симметрию относительно линии связи в молекуле и перекрывающиеся в значительной степени. Только одна орбиталь фтора 2px удовлетворяет этим требованиям ,а 2s-орбиталь сильно отличается по энергии. Ориентация 2py- и 2pz- орбиталей относительно линии связи такова—перпендикулярные к линии связи должны перекрыватся в двух областях пространства по обе линии связи, а это не обеспечивает перекрывания с

1s- орбиталью водорода. При линейной комбинации 1s-орбитали атома водорода с

2px-орбиталью атома фтора образуются две молекулярные орбитали: связывающая σx и разрыхляющая σx*. Атомные орбитали фтора 2s,2py,2pz, занятые электронными парами, переходят в молекулу в неизменном виде и называются несвязывающими — σ2s,yozo(рис.17).

Рис.17 Энергетическая диаграмма HF

 



Последнее изменение этой страницы: 2016-04-18; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 44.192.112.123 (0.006 с.)