Ποια είναι η θεωρία της μοριακής τροχιάς;

Η θεωρία της μοριακής τροχιάς, ή η θεωρία MO, είναι μια μέθοδος εξήγησης της σύνδεσης μεταξύ των ατόμων όσον αφορά τα ηλεκτρόνια που διαδίδονται γύρω από ένα μόριο και όχι εντοπισμένες γύρω από τα άτομα, σε αντίθεση με τη θεωρία συγκόλλησης σθένους ή τη θεωρία VB.Τα ηλεκτρόνια στα άτομα είναι διατεταγμένα σε τροχιακά μέσα σε υποβρύχια μέσα σε κελύφη.Κατά γενικό κανόνα, τα ηλεκτρόνια των τροχιακών εντός του εξωτερικού κελύφους εμπλέκονται στη χημική σύνδεση, αν και υπάρχουν εξαιρέσεις σε αυτό.Ένα τροχιακό μπορεί να περιέχει δύο ηλεκτρόνια, τα οποία πρέπει να έχουν αντίθετες περιστροφές.Στη θεωρία των μοριακών τροχιακών τροχών, όταν δύο άτομα σχηματίζουν χημικό δεσμό, τα ατομικά τροχιακά των ηλεκτρονίων συγκόλλησης συνδυάζονται για να παράγουν μοριακά τροχιακά με παρόμοιους κανόνες σχετικά με τον αριθμό και την περιστροφή των ηλεκτρονίων..Αντί να καταλαμβάνει ένα συγκεκριμένο σημείο στο διάστημα σε μια δεδομένη χρονική στιγμή, ένα ηλεκτρόνιο απλώνεται σε όλες τις πιθανές θέσεις του γύρω από τον ατομικό πυρήνα και η θέση του μπορεί να εκφραστεί μόνο από την άποψη της πιθανότητας.Μια εξίσωση που αναπτύχθηκε από τον φυσικό Erwin Schrodinger μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της "συνάρτησης κύματος" ενός ατομικού τροχιακού, δίνοντας την πιθανότητα να βρεθεί ένα ηλεκτρόνιο σε διαφορετικές θέσεις γύρω από τον πυρήνα όσον αφορά την κατανομή της πυκνότητας ηλεκτρονίων.Η θεωρία της μοριακής τροχιάς εξηγεί την ατομική δέσμευση προσθέτοντας τις λειτουργίες κύματος των ατομικών τροχιακών που εμπλέκονται στη συγκόλληση για να δώσουν τις λειτουργίες κύματος για μοριακά τροχιακά που περικλείουν ολόκληρο το μόριο.παράγονται μοριακά τροχιακά.Στην πρώτη, τα ατομικά τροχιακά προστίθενται στη φάση mdash.θετικό έως θετικό και αρνητικό-αρνητικό.Ο δεύτερος τύπος είναι αυτός όπου είναι εκτός φάσης mdash;Η αρνητική έως θετική και θετική έως αρνητική.

Η προσθήκη φάσης δίνει ένα μοριακό τροχιακό με την πυκνότητα ηλεκτρονίων που συμπυκνώνεται στον χώρο μεταξύ των πυρήνων, φέρνοντας τους πιο κοντά και οδηγώντας σε διαμόρφωση σε χαμηλότερη ενέργεια από τα δύοΠρωτότυπα ατομικά τροχιακά συνδυασμένα.Αυτό είναι γνωστό ως τροχιακό συγκόλλησης.Η προσθήκη εκτός φάσης έχει ως αποτέλεσμα την πυκνότητα των ηλεκτρονίων που συγκεντρώνεται μακριά από το χώρο μεταξύ των πυρήνων, τραβώντας τους πιο μακριά και παράγοντας μια διαμόρφωση με υψηλότερο επίπεδο ενέργειας από τα ατομικά τροχιακά.Αυτό είναι γνωστό ως αντι-δεσμευτικό τροχιακό.Τα ηλεκτρόνια από τα ατομικά τροχιακά που εμπλέκονται στη συγκόλληση θα προτιμούν να γεμίζουν τα χαμηλότερα μοριακά τροχιακά συγκόλλησης ενέργειας. Για να προσδιοριστεί η φύση του δεσμού μεταξύ δύο ατόμων, η "σειρά δεσμών" υπολογίζεται ως:/2.Μια σειρά ομολόγων μηδενικού δείχνει ότι δεν θα πραγματοποιηθεί σύνδεση.Σε σύγκριση, μια σειρά δεσμού 1 υποδεικνύει έναν μόνο δεσμό, με 2 και 3 να δείχνουν διπλούς και τριπλούς δεσμούς, αντίστοιχα. "Ως πολύ απλό παράδειγμα, η σύνδεση δύο ατόμων υδρογόνου μπορεί να περιγραφεί με όρους μοριακής θεωρίας τροχιακών τροχιακών.Κάθε άτομο έχει μόνο ένα ηλεκτρόνιο, κανονικά στο χαμηλότερο ενεργειακό τροχιακό.Οι λειτουργίες κύματος αυτών των τροχιακών προστίθενται, δίνοντας μια συγκόλληση και ένα τροχιακό αντι-δεσμευμένο.Τα δύο ηλεκτρόνια θα γεμίσουν την χαμηλότερη τροχιά σύνδεσης ενέργειας, χωρίς ηλεκτρόνια στο αντι-δεσμευτικό τροχιακό.Επομένως, η σειρά ομολόγων είναι (2 - 0)/2 ' 1, δίνοντας ένα μόνο δεσμό.Αυτό συμφωνεί με τη θεωρία VB και με την παρατήρηση.

Η αλληλεπίδραση δύο ατόμων του επόμενου στοιχείου στον περιοδικό πίνακα, το ήλιο, δίνει ένα διαφορετικό αποτέλεσμα καθώς υπάρχουν δύο ηλεκτρόνια σε ένα τροχιακό σε κάθε άτομο ηλίου.Όταν προστίθενται οι λειτουργίες κύματος, παράγονται μια συγκόλληση και ένα τροχιακό αντι-σύνδεσης, όπως και με το υδρογόνο.Αυτή τη φορά, ωστόσο, υπάρχουν τέσσερα ηλεκτρόνια που εμπλέκονται.Δύο ηλεκτρόνια θα γεμίσουν την τροχιακή σύνδεση και τα άλλα δύο θα πρέπει να γεμίσουν το υψηλότερο ενεργειακό αντι-δεσμευτικό τροχιακό.Η σειρά ομολόγων αυτή τη φορά είναι (2 - 2)/2 ' 0, οπότε δεν θα πάρει ο δεσμόςμι.Και πάλι, αυτό συμφωνεί με τη θεωρία VB και με την παρατήρηση: το ήλιο δεν σχηματίζει μόρια.

Η θεωρία της μοριακής τροχιάς προβλέπει επίσης σωστή πρόβλεψη διπλών και τριπλών δεσμών για μόρια οξυγόνου και αζώτου, αντίστοιχα.Στις περισσότερες περιπτώσεις, η θεωρία MO και η θεωρία συγκόλλησης σθένους συμφωνούν.Ωστόσο, ο πρώτος εξηγεί καλύτερα τα μόρια όπου η σειρά δεσμού βρίσκεται μεταξύ ενός μόνο και ενός διπλού δεσμού και των μαγνητικών ιδιοτήτων των μορίων.Το κύριο μειονέκτημα της θεωρίας της μοριακής τροχιάς είναι ότι, εκτός από πολύ απλές περιπτώσεις όπως αυτές που παραπάνω, οι υπολογισμοί είναι πολύ πιο περίπλοκες.