Wie werden Molekülorbitale bestimmt?

Es ist ein bisschen unklar, wonach Sie fragen, aber ich nehme an, Sie meinen, wie wir bestimmen, welche Molekülorbitale (MOs) aus welchen Atomorbitalen (AOs) gebildet werden.

Nehmen wir an, wir haben uns Methan angesehen.

Carbon nutzt seine # 2s # und # 2p # AOs mit Wasserstoff zu binden # 1s # AO. Während es sich auf die Bindung mit Wasserstoff vorbereitet, ermöglicht es Kohlenstoff # s # und # p # Orbitale zu mischen, ihre Energie leicht zu senken und ein Hybrid zu schaffen # sp ^ 3 # MO aus der # 2p_x #, # 2p_y #, # 2p_z #, und # 2s # Orbitale, was erklärt, warum es aufgerufen wird # sp ^ 3 # (#1# # s #-type und #3# # p #-Typ AOs), und auch, warum es ungefähr 75% haben soll # p # Charakter und 25% # s # Charakter.

Die Hybridisierung in Kohlenstoff lässt sich ungefähr so ausschreiben:

Wenn die Bahnüberlappung auftritt, teilt Kohlenstoff seine # sp ^ 3 # Elektronen mit Wasserstoff # 1s # Elektron, um einen zu machen # Sigma # Bindung.

Die Überlappung zwischen a # 1s # und ein # 2p # sieht wie dieses Diagramm aus, das ich unten gezeichnet habe # 2p_x # Orbital ist auf der x-Achse):

(Der Kohlenstoff befindet sich dort, wo der # sp ^ 3 # Knoten ist.)

Die Elektronendichte erhöht sich bei dem die # 2p _ ("x / y / z") # und das # 1s # habe den gleich Phase (#+#) und so wird der Lappen größer (man denke an das Prinzip der Überlagerung stehender Wellen).

Da muss eine Bindung sein günstig Das resultierende MO muss häufig hergestellt werden und muss eine höhere Elektronendichte aufweisen, um die Bindung relativ stark (und daher stabil) zu machen. Daher ist es eine Bonding MO (Antibonding MOs sind aufgrund von Gegenteil-Phasenüberlappung, Verringerung der Elektronendichte durch Erstellen von Knoten und Arbeiten gegen kleben, daher "anti").