Saistīšana vs antibonding molekulārās orbitāles
Atšķirību starp savienojošām un antisavienojošām molekulārajām orbitālēm vislabāk var izskaidrot, izmantojot “Molekulāro orbitāļu teoriju”. Šie divu veidu molekulārās orbitāles veidojas, kad veidojas kovalentās ķīmiskās saites. Būtiskākā atšķirība starp savienojošajām un antisavienojošām molekulārajām orbitālēm ir to enerģijas līmenis salīdzinājumā ar sākotnējo atomu orbitālēm. Šī enerģijas līmeņa atšķirība rada citas atšķirības starp divām molekulārajām orbitālēm.
Saistošās un pretsaistošās molekulārās orbitāles veido lineāras kombinācijas atomu orbitāles. Tālāk minētie galvenie jēdzieni ir ļoti svarīgi, lai saprastu atšķirību starp savienojošām un antisavienojošām molekulārām orbitālēm.
Aufbau princips – vispirms piepildās orbitāles ar viszemāko enerģiju.
Pauli izslēgšanas princips - maksimālais elektronu skaits (ar pretējiem spiniem), kas var aizņemt orbitāli, ir divi.
Hunda noteikums - ja ir vairākas molekulārās orbitāles ar vienādu enerģiju, elektroni pa vienam aizņem molekulārās orbitāles, pirms divi aizņem vienu un to pašu molekulāro orbitāli.
Kas ir savienojošās molekulārās orbitāles?
Saistošās molekulārās orbitāles veidojas no atomu orbitālēm, vienā fāzē apvienojot atomu orbitāles. Tas palielina elektronu blīvumu starp saistītiem atomiem. Viņu enerģija ir zemāka par atomu orbitālēm. Elektroni vispirms tiek piepildīti līdz savienojošajām molekulārajām orbitālēm, un tie stabilizē molekulu, jo tie saista mazāk enerģijas nekā elektrons pamatatomā.
Ūdeņraža molekulārā orbitālā diagramma
Kas ir antibonding molekulārās orbitāles?
Pretsaites molekulārās orbitāles veidojas atomu orbitāļu ārpusfāzu kombinācijas rezultātā, un tas samazina elektronu blīvumu starp diviem atomiem. Antisaišu molekulārajās orbitālēs enerģija ir augstāka nekā atomu orbitālēm, kas tās veidoja. Sakarā ar šo faktu, kad elektroni tiek iepildīti antisaites molekulārajās orbitālēs, tas destabilizē saikni starp diviem atomiem.
H2 1sσ antisaites molekulārā orbitāle
Kāda ir atšķirība starp savienojošām molekulārajām orbitālēm un antibonējošām molekulārajām orbitālēm?
Enerģija:
ENERĢIJAAntibonding molekulārās orbitāles > ENERĢIJASaistošās molekulārās orbitāles
• Saistošajām molekulārajām orbitālēm ir mazāka enerģija salīdzinājumā ar sākotnējo atomu orbitāli.
• Antisavienojošām molekulārajām orbitālēm ir lielāka enerģija nekā sākotnējām atomu orbitālēm.
• Parasti elektroni vispirms tiek piepildīti zemākos enerģijas līmeņos. Tāpēc elektroni vispirms tiek piepildīti līdz savienojošajām molekulārajām orbitālēm un pēc tam pretsavienojošām molekulārajām orbitālēm.
Stabilitāte:
• Saistošās molekulārās orbitāles ir stabilākas nekā abas antisaites molekulārās orbitāles un pamata atomu orbitāles.
• Antisavienojošās molekulārās orbitāles ir mazāk stabilas nekā savienojošās molekulārās orbitāles un pamata atomu orbitāles.
• Galvenais stabilitātes atšķirības iemesls ir enerģijas līmeņa atšķirība. Jo augstāka ir enerģija, jo mazāka ir stabilitāte. Jo zemāka enerģija, jo lielāka ir stabilitāte.
Elektronu pieejamība:
• Saistošās molekulārās orbitāles elektrona atrašanas iespējamība ir ļoti augsta.
• Elektrona atrašana antisaites molekulārajās orbitālēs ir minimāla.
Ieguldījums molekulas formā:
• Saistošās molekulārās orbitāles tieši veicina molekulas formu.
• Antisaites molekulārās orbitāles neveicina molekulas formu.
