Общая и неорганическая химия. Лекция 14(15)

Метод молекулярных орбиталей

Основные положения ММО

Для описания распределения электронной плотности в молекуле используется представление о молекулярной орбитали (подобно атомной орбитали для атома).

Молекулярные орбитали - волновые функции электрона в молекуле или другой многоатомной химической частице.

Каждая молекулярная орбиталь (МО), как и атомная орбиталь (АО), может быть занята одним или двумя электронами.

Состояние электрона в области связывания описывает связывающая молекулярная орбиталь, в области разрыхления - разрыхляющая молекулярная орбиталь.

Распределение электронов по молекулярным орбиталям происходит по тем же правилам, что и распределение электронов по атомным орбиталям в изолированном атоме.

Приближение ЛКАО-МО

МО образуются при определенных комбинациях АО. Их число, энергию и форму можно вывести исходя из числа, энергии и формы орбиталей атомов, составляющих молекулу.

Волновые функции, отвечающие молекулярным орбиталям в двухатомной молекуле, представляют как сумму и разность волновых функций атомных орбиталей, умноженных на некоторые постоянные коэффициенты, учитывающие долю АО каждого атома в образовании МО (они зависят от электроотрицательности атомов):

φ(АВ) = с1ψ(А) ± с2ψ(В)

Этот метод вычисления одноэлектронной волновой функции называют "молекулярные орбитали в приближении линейной комбинации атомных орбиталей" (МО ЛКАО).

Взаимодействие s-орбиталей

При образовании иона Н2+ или молекулы водорода Н2 из двух s-орбиталей атомов водорода формируются две молекулярные орбитали.

Одна из них связывающая

(σсв), другая – разрыхляющая (σ*).

Электроны молекулы водорода занимают связывающую орбиталь.

Взаимодействие s-, р- и d- орбиталей

*(разрыхл. МО)

1АО(s,p,d) + 1АО(s,p,d)

(связ. МО)

*+2 *(разрыхл. МО)

3 АО(p) + 3 АО(p)

+2 (связ. МО)

Для O и F : E E и E * E * Для N, C, B : E E и E * E *

св.

св.

св.

св.

св.

св.