Różnica między wiązaniem i antybondingowymi orbitaliami molekularnymi

Wiązanie vs antybondingowe orbitale cząsteczkowe
 

Różnicę między wiązaniem i przeciwdziałaniem orbitali molekularnych można najlepiej wyjaśnić za pomocą „Molekularnej teorii orbity”. Te dwa typy orbitali molekularnych powstają, gdy powstają kowalencyjne wiązania chemiczne. Najbardziej znaczącą różnicą między wiążącymi i antyondingowymi orbitałami molekularnymi są ich poziomy energii w porównaniu do macierzystych orbitali atomowych. Ta różnica poziomów energii prowadzi do innych różnic między dwoma orbitaliami molekularnymi.

Wiązanie i antyondingowe orbitale molekularne są tworzone przez kombinacje orbitali atomowych. Następujące kluczowe pojęcia są bardzo ważne, aby zrozumieć różnicę między wiązaniem i antyondingowymi orbitaliami molekularnymi.

Zasada Aufbau - orbitale o najniższej energii są wypełniane jako pierwsze.

Zasada wykluczenia Pauliego - Maksymalna liczba elektronów (o przeciwnych spinach), które mogą zajmować orbitę, wynosi dwa.

Reguła Hunda - Gdy istnieje kilka orbitali molekularnych o równej energii, elektrony zajmują orbitale molekularne jeden po drugim, zanim dwa zajmą ten sam orbital molekularny.

Co to są wiązania orbitali molekularnych?

Tworzą się wiążące orbitale molekularne z orbitali atomowych przez w fazie kombinacja orbitali atomowych. Zwiększa gęstość elektronów między związanymi atomami. Ich energia jest niższa niż orbitali atomowych. Elektrony są najpierw wypełniane wiążącymi orbitalami molekularnymi i stabilizują cząsteczkę, ponieważ łączą mniej energii niż elektron w atomie macierzystym.

Schemat molekularnej orbity dla wodoru

Co to są antybondingowe orbitale molekularne?

Antibondingowe orbitale molekularne są utworzony przez poza fazą kombinacja orbitali atomowych i zmniejsza gęstość elektronów między dwoma atomami. W antyondingowych orbitaliach molekularnych energia jest wyższa niż orbitale atomowe, które je utworzyły. Z tego powodu, gdy elektrony są wypełniane w antyondingowe orbitale molekularne, destabilizuje wiązanie między dwoma atomami.

H2 1sσ * orbitujący molekularnie

Jaka jest różnica między klejeniem orbitali molekularnych a antybiondingowymi orbitaliami molekularnymi?

• Energia:

ENERGIA_{Przeciwciała orbitali molekularnych} > ENERGIA_{Wiązanie orbitali molekularnych}

• Wiązanie orbitali molekularnych ma niższą energię w porównaniu z macierzystym orbitą atomową.

• Przeciwciała orbitale molekularne mają wysoką energię niż energia macierzystych orbitali atomowych.

• Zasadniczo elektrony są najpierw napełniane na niższych poziomach energii. Dlatego elektrony są najpierw wypełniane do wiążących orbitali molekularnych, a następnie do antyondingowych orbitali molekularnych.

• Stabilność:

• Wiązanie orbitali molekularnych jest bardziej stabilne niż zarówno orbitale molekularne antyondingowe, jak i macierzysty atomowy.

• Przeciwciała orbitale molekularne są mniej stabilne niż zarówno wiążące orbitale molekularne, jak i macierzyste orbity atomowe.

• Główną przyczyną różnicy w stabilności jest różnica poziomów energii. Im wyższa energia, tym mniej stabilności. Niższa energia to większa stabilność.

• Dostępność elektronów:

• Prawdopodobieństwo znalezienia elektronu jest bardzo wysokie w wiązaniu orbitali molekularnych.

• Znalezienie elektronu w antyondingowych orbitaliach molekularnych jest minimalne.

• Wkład w kształt cząsteczki:

• Wiązanie orbitali molekularnych bezpośrednio przyczynia się do kształtu cząsteczki.

• Przeciwdziałające orbitale molekularne nie wpływają na kształt cząsteczki.

Obrazy dzięki uprzejmości:

1. Wykres MO Wodór według CCoil (CC BY-SA 3.0)
2. H2 1sσ * orbital molekularny antyondujący za pośrednictwem Wikicommons (domena publiczna)