Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

5.1.4: Незв'язні орбіталі та інші фактори

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    32808

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Найпростіший випадок - це коли існує парна кількість атомних орбіталів, які поєднуються, утворюючи міцні зв'язкові та антизв'язуючі орбіталі. Але що робити, якщо спостерігається нерівномірне число атомних орбіталей? Або що робити, якщо є якісь орбіталі, які не відповідають критеріям склеювання? Або що робити, якщо зв'язуючі взаємодії слабкі? У цих випадках на молекулі будуть молекулярні орбіталі, які мають незв'язуючий характер.

    Важливо зазначити, що зв'язок, незв'язуючий та антизв'язуючий характер орбіталів існують на спектрі. Деякі зв'язкові та антизв'язкові орбіталі можуть мати певний незв'язуючий характер залежно від того, де лежать їх енергії щодо вихідних атомних орбітальних енергій. Коли молекулярні орбіталі мають енергії, подібні до своїх початкових атомних орбіталів, вони матимуть певний незв'язний характер. Чим ближче енергії атомних і молекулярних орбіталей, тим більше не зв'язуються молекулярні орбіталі.

    Два основні фактори, які слід враховувати

    Нерівномірна кількість атомних орбіталей: У випадку, якщо існує нерівномірна кількість атомних орбіталей із сумісною симетрією, утворюються орбіталі з незв'язним характером. Наприклад, у випадку, коли три атомні орбіталі об'єднуються, найбільш поширеним результатом є утворення низькоенергетичної зв'язкової орбіти, високоенергетичної антібондинговой орбіти та незв'язної орбіти проміжної енергії (рис.\(\PageIndex{1}\)).

    Знімок екрана 2020-07-22 о 9.25.58 PM.png
    Малюнок\(\PageIndex{1}\). Цей малюнок ілюструє найпоширеніший випадок для трьох атомних орбіталей, які об'єднуються, утворюючи три молекулярні орбіталі; формування одного низькоенергетичного зв'язку, одного високоенергетичного антизв'язку та однієї проміжної енергії, що не зв'язується молекулярної орбіталі. (CC-BY-NC-SA, Кетрін Хаас)

    Відмінності в енергії: Поєднання орбіталів з різними енергіями може призвести до орбіталів з незв'язним характером. Атомні орбіталі, які мають подібні енергії, матимуть найсильніші взаємодії і призведуть до зв'язування молекулярних орбіталів з набагато нижчими енергіями, ніж компонент атомних орбіталів. З іншого боку, атомні орбіталі з дуже нерівною енергією мають слабшу взаємодію, оскільки молекулярні орбіталі ближче за енергією до атомних орбітальних енергій, таким чином, є менша енергетична користь для розміщення електронів у зв'язку молекулярних орбіталів (рис.\(\PageIndex{2}\)). Коли зв'язкові або антизв'язуючі орбіталі близькі до енергій атомних орбіталів, що сприяють, ці молекулярні орбіталі можуть мати певний незв'язуючий характер.

    Знімок екрана 2020-07-22 о 9.15.25 PM.png
    Малюнок\(\PageIndex{2}\). Ця цифра ілюструє, як відносні енергії атомних орбіталей призводять до молекулярних орбіталів, які є більш-менш сприятливими. Чим більша різниця в енергії між атомними орбіталями та склеювальною молекулярною орбіталлю, тим більш енергійно сприятливим є зв'язок. (CC-BY-NC-SA, Кетрін Хаас)