Bonding vs Antibonding Molecular Orbitals
Rozdíl mezi vazebnými a antivazebnými molekulárními orbitaly lze nejlépe vysvětlit pomocí „Teorie molekulárních orbitalů“. Tyto dva typy molekulárních orbitalů se tvoří, když se tvoří kovalentní chemické vazby. Nejvýznamnějším rozdílem mezi vazebnými a antivazebnými molekulárními orbitaly je jejich energetická hladina ve srovnání s mateřskými atomovými orbitaly. Tento rozdíl v energetické hladině vede k dalším rozdílům mezi dvěma molekulárními orbitaly.
Vazebné a protivazbové molekulární orbitaly jsou tvořeny lineární kombinací atomárních orbitalů. Následující klíčové pojmy jsou velmi důležité pro pochopení rozdílu mezi vazebnými a antivazebnými molekulárními orbitaly.
Aufbauův princip – jako první jsou naplněny orbitaly s nejnižší energií.
Pauliho vylučovací princip – Maximální počet elektronů (s opačnými spiny), které mohou obsadit orbital, jsou dva.
Hundovo pravidlo – Když existuje několik molekulárních orbitalů se stejnou energií, elektrony obsadí molekulární orbitaly jeden po druhém, než dva obsadí stejný molekulární orbital.
Co jsou vazebné molekulární orbitaly?
Vazebné molekulární orbitaly jsou tvořeny z atomových orbitalů fázovou kombinací atomových orbitalů. Zvyšuje hustotu elektronů mezi vázanými atomy. Jejich energie je nižší než u atomových orbitalů. Elektrony jsou nejprve naplněny do vazebných molekulárních orbitalů a stabilizují molekulu, protože sdružují méně energie než elektron v mateřském atomu.
Molekulární orbitální diagram pro vodík
Co jsou antivazebné molekulární orbitaly?
Antivazebné molekulární orbitaly jsou tvořeny mimofázovou kombinací atomových orbitalů a snižuje elektronovou hustotu mezi dvěma atomy. V antivazebných molekulárních orbitalech je energie vyšší než v atomových orbitalech, které je vytvořily. Díky této skutečnosti, když jsou elektrony naplněny do protivazebných molekulárních orbitalů, destabilizuje to vazbu mezi dvěma atomy.
H2 1sσ antivazebný molekulární orbital
Jaký je rozdíl mezi vazebnými molekulárními orbitaly a antivazebnými molekulárními orbitaly?
Energie:
ENERGYAntivazebné molekulární orbitaly > ENERGIEVazebné molekulární orbitaly
• Vazebné molekulární orbitaly mají nižší energii ve srovnání s mateřským atomovým orbitalem.
• Protivazebné molekulární orbitaly mají vyšší energii než mateřské atomové orbitaly.
• Obecně platí, že elektrony jsou nejprve naplněny do nižších energetických hladin. Proto jsou elektrony nejprve naplněny do vazebných molekulárních orbitalů a poté do protivazebných molekulárních orbitalů.
Stabilita:
• Vazebné molekulární orbitaly jsou stabilnější než antivazebné molekulární orbitaly i mateřský atomový orbital.
• Protivazebné molekulární orbitaly jsou méně stabilní než vazebné molekulární orbitaly i mateřské atomové orbitaly.
• Hlavním důvodem rozdílu ve stabilitě je rozdíl v energetické hladině. Čím vyšší energie, tím menší je stabilita. Čím nižší energie, tím větší stabilita.
Dostupnost elektronů:
• Pravděpodobnost nalezení elektronu je u vazebných molekulárních orbitalů velmi vysoká.
• Nalezení elektronu v antivazebných molekulárních orbitalech je minimum.
Příspěvek k tvaru molekuly:
• Vazebné molekulární orbitaly přímo přispívají k tvaru molekuly.
• Protivazebné molekulární orbitaly nepřispívají k tvaru molekuly.
