Vez proti protiveznim molekularnim orbitalam
Razliko med veznimi in protiveznimi molekularnimi orbitalami je mogoče najbolje razložiti z uporabo "teorije molekularnih orbital." Ti dve vrsti molekularnih orbital nastaneta, ko nastanejo kovalentne kemične vezi. Najpomembnejša razlika med veznimi in protiveznimi molekularnimi orbitalami je njihova energijska raven v primerjavi s starševskimi atomskimi orbitalami. Ta razlika v energijski ravni vodi do drugih razlik med dvema molekularnima orbitalama.
Vezivne in protivezne molekularne orbitale tvorijo linearne kombinacije atomskih orbital. Naslednji ključni pojmi so zelo pomembni za razumevanje razlike med veznimi in protiveznimi molekularnimi orbitalami.
Aufbau princip – najprej se zapolnijo orbitale z najnižjo energijo.
Paulijevo izključitveno načelo – največje število elektronov (z nasprotnimi vrtljaji), ki lahko zasedejo orbitalo, je dva.
Hundovo pravilo – Ko je več molekularnih orbital z enako energijo, elektroni zasedajo molekularne orbitale enega za drugim, preden dva zasedeta isto molekularno orbitalo.
Kaj so vezne molekularne orbitale?
Vezivne molekularne orbitale nastanejo iz atomskih orbital z medfazno kombinacijo atomskih orbital. Poveča elektronsko gostoto med povezanimi atomi. Njihova energija je nižja od energije atomskih orbital. Elektroni se najprej napolnijo na vezne molekularne orbitale in stabilizirajo molekulo, saj vežejo manj energije kot elektron v matičnem atomu.
Molekularni orbitalni diagram za vodik
Kaj so protivezne molekularne orbitale?
Molekularne orbitale proti vezavi nastanejo zaradi nefazne kombinacije atomskih orbital in zmanjšajo elektronsko gostoto med dvema atomoma. V protiveznih molekularnih orbitalah je energija višja od energije atomskih orbital, ki so jih oblikovale. Zaradi tega dejstva, ko se elektroni napolnijo v antivezne molekularne orbitale, to destabilizira vez med dvema atomoma.
H2 1sσ antivezna molekularna orbitala
Kakšna je razlika med veznimi molekularnimi orbitalami in protiveznimi molekularnimi orbitalami?
Energija:
ENERGIJAVezivne molekularne orbitale > ENERGIJAVezivne molekularne orbitale
• Vezivne molekularne orbitale imajo manjšo energijo v primerjavi z matično atomsko orbitalo.
• Protivezne molekularne orbitale imajo večjo energijo kot matične atomske orbitale.
• Na splošno se elektroni najprej napolnijo na nižje energijske nivoje. Zato se elektroni najprej napolnijo v vezne molekularne orbitale in nato v antivezne molekularne orbitale.
Stabilnost:
• Vezivne molekularne orbitale so bolj stabilne kot antivezne molekularne orbitale in matične atomske orbitale.
• Protivezne molekularne orbitale so manj stabilne kot vezne molekularne orbitale in starševske atomske orbitale.
• Glavni razlog za razliko v stabilnosti je razlika v ravni energije. Višja kot je energija, manjša je stabilnost. Nižja je energija, večja je stabilnost.
Razpoložljivost elektrona:
• Verjetnost, da najdemo elektron, je zelo velika v veznih molekularnih orbitalah.
• Iskanje elektrona v antiveznih molekularnih orbitalah je minimalno.
Prispevek za obliko molekule:
• Vezivne molekularne orbitale neposredno prispevajo k obliki molekule.
• Protivezne molekularne orbitale ne prispevajo k obliki molekule.
