Bonding vs Antibonding Molecular Orbitals
Rozdiel medzi väzbovými a antiväzbovými molekulárnymi orbitálmi možno najlepšie vysvetliť pomocou „teórie molekulárnych orbitálov“. Tieto dva typy molekulových orbitálov sa tvoria, keď sa tvoria kovalentné chemické väzby. Najvýznamnejším rozdielom medzi väzbovými a antiväzbovými molekulovými orbitálmi je ich energetická hladina v porovnaní s materskými atómovými orbitálmi. Tento rozdiel v energetickej hladine vedie k ďalším rozdielom medzi dvoma molekulárnymi orbitálmi.
Väzbové a protiväzbové molekulové orbitály sú tvorené lineárnou kombináciou atómových orbitálov. Nasledujúce kľúčové pojmy sú veľmi dôležité, aby ste pochopili rozdiel medzi väzbovými a neväzbovými molekulovými orbitálmi.
Princíp Aufbau – najskôr sa naplnia orbitály s najnižšou energiou.
Pauliho vylučovací princíp – Maximálny počet elektrónov (s opačnými rotáciami), ktoré môžu obsadiť orbitál, sú dva.
Hundovo pravidlo – Keď existuje niekoľko molekulárnych orbitálov s rovnakou energiou, elektróny obsadia molekulárne orbitály jeden po druhom, kým dva obsadia ten istý molekulárny orbitál.
Čo sú väzbové molekulárne orbitály?
Väzbové molekulové orbitály vznikajú z atómových orbitálov fázovou kombináciou atómových orbitálov. Zvyšuje hustotu elektrónov medzi viazanými atómami. Ich energia je nižšia ako u atómových orbitálov. Elektróny sa najskôr naplnia do väzbových molekulárnych orbitálov a stabilizujú molekulu, pretože spájajú menej energie ako elektrón v materskom atóme.
Molekulárny orbitálny diagram pre vodík
Čo sú antiväzbové molekulárne orbitály?
Antiväzbové molekulové orbitály vznikajú mimofázovou kombináciou atómových orbitálov a znižuje elektrónovú hustotu medzi dvoma atómami. V antiväzbových molekulových orbitáloch je energia vyššia ako v atómových orbitáloch, ktoré ich vytvorili. V dôsledku tejto skutočnosti, keď sú elektróny naplnené do antiväzbových molekulových orbitálov, destabilizuje to väzbu medzi dvoma atómami.
H2 1sσ antiväzbový molekulový orbitál
Aký je rozdiel medzi väzbovými molekulárnymi orbitálmi a antiväzbovými molekulárnymi orbitálmi?
Energia:
ENERGYAntiväzbové molekulárne orbitály > ENERGIAVäzbové molekulárne orbitály
• Väzbové molekulové orbitály majú nižšiu energiu v porovnaní s materským atómovým orbitálom.
• Protiväzbové molekulové orbitály majú vyššiu energiu ako materské atómové orbitály.
• Vo všeobecnosti sa elektróny najskôr naplnia do nižších energetických úrovní. Preto sú elektróny najprv naplnené do väzbových molekulárnych orbitálov a potom do antiväzbových molekulárnych orbitálov.
Stabilita:
• Väzbové molekulárne orbitály sú stabilnejšie ako protiväzbové molekulárne orbitály aj materský atómový orbitál.
• Protiväzbové molekulárne orbitály sú menej stabilné ako väzbové molekulárne orbitály aj materské atómové orbitály.
• Hlavným dôvodom rozdielu v stabilite je rozdiel v úrovni energie. Čím vyššia je energia, tým menšia je stabilita. Čím nižšia je energia, tým väčšia je stabilita.
Dostupnosť elektrónov:
• Pravdepodobnosť nájdenia elektrónu je pri spájaní molekulových orbitálov veľmi vysoká.
• Nájdenie elektrónu v antiväzbových molekulových orbitáloch je minimum.
Príspevok k tvaru molekuly:
• Väzbové molekulové orbitály priamo prispievajú k tvaru molekuly.
• Protiväzbové molekulové orbitály neprispievajú k tvaru molekuly.
