Apa teori orbital molekuler itu?

Teori orbital molekuler, atau teori MO, adalah metode untuk menjelaskan ikatan antara atom dalam hal elektron yang tersebar di sekitar molekul daripada terlokalisasi di sekitar atom, berbeda dengan teori ikatan valensi, atau teori VB.Elektron dalam atom disusun dalam orbital di dalam subsklell di dalam cangkang.Sebagai aturan umum, elektron dalam orbital dalam cangkang terluar yang terlibat dalam ikatan kimia, meskipun ada pengecualian untuk ini.Orbital dapat mengandung maksimal dua elektron, yang harus memiliki putaran yang berlawanan.Dalam teori orbital molekuler, ketika dua atom membentuk ikatan kimia, orbital atom dari elektron ikatan bergabung untuk menghasilkan orbital molekul dengan aturan yang sama mengenai jumlah dan putaran elektron.

Elektron, seperti semua partikel subatomik, dapat berperilaku sebagai gelombang..Alih -alih menempati titik tertentu dalam ruang pada waktu tertentu, elektron tersebar di semua lokasi yang mungkin di sekitar nukleus atom dan posisinya hanya dapat diekspresikan dalam hal probabilitas.Persamaan yang dikembangkan oleh fisikawan Erwin Schrodinger dapat digunakan untuk menentukan "fungsi gelombang" orbital atom, memberikan kemungkinan menemukan elektron di lokasi yang berbeda di sekitar nukleus dalam hal distribusi kepadatan elektron.Teori orbital molekuler menjelaskan ikatan atom dengan menambahkan fungsi gelombang orbital atom yang terlibat dalam ikatan untuk memberikan fungsi gelombang untuk orbital molekuler yang melampirkan seluruh molekul.

karena persamaan fungsi gelombang memberikan nilai positif dan negatif, dikenal sebagai fase, duaOrbital molekuler diproduksi.Yang pertama, orbital atom ditambahkan dalam fase mdash;Positif-ke-positif dan negatif ke negatif.Tipe kedua adalah salah satu di mana mereka keluar dari fase mdash;negatif-ke-positif dan positif-ke-negatif.

Penambahan fase dalam memberikan orbital molekuler dengan kepadatan elektron yang terkonsentrasi dalam ruang antara nuklei, membawa mereka lebih dekat bersama dan menghasilkan konfigurasi pada energi yang lebih rendah daripada keduanyaOrbital atom asli digabungkan.Ini dikenal sebagai orbital ikatan.Penambahan di luar fase menghasilkan kepadatan elektron yang terkonsentrasi menjauh dari ruang antara nuklei, menarik mereka lebih jauh dan menghasilkan konfigurasi dengan tingkat energi yang lebih tinggi daripada orbital atom.Ini dikenal sebagai orbital anti-ikatan.Elektron dari orbital atom yang terlibat dalam ikatan akan lebih suka mengisi orbital molekul ikatan energi yang lebih rendah.

untuk menentukan sifat ikatan antara dua atom, "urutan ikatan" dihitung sebagai: (elektron ikatan-elektron anti ikatan)/2.Urutan obligasi nol menunjukkan bahwa tidak ada ikatan yang akan terjadi.Sebagai perbandingan, urutan ikatan 1 menunjukkan ikatan tunggal, dengan 2 dan 3 menunjukkan ikatan ganda dan tiga, masing -masing.

Sebagai contoh yang sangat sederhana, ikatan dua atom hidrogen dapat dijelaskan dalam hal teori orbital molekuler.Setiap atom hanya memiliki satu elektron, biasanya dalam orbital energi terendah.Fungsi gelombang orbital ini ditambahkan, memberikan ikatan dan orbital anti-ikatan.Kedua elektron akan mengisi orbital ikatan energi yang lebih rendah, tanpa elektron dalam orbital anti-ikatan.Oleh karena itu, urutan obligasi adalah (2 - 0)/2 ' 1, memberikan ikatan tunggal.Ini sesuai dengan teori VB dan dengan pengamatan.

Interaksi dua atom dari elemen berikutnya dalam tabel periodik, helium, memberikan hasil yang berbeda karena ada dua elektron dalam orbital dalam setiap atom helium.Ketika fungsi gelombang ditambahkan, ikatan dan orbital anti-ikatan diproduksi, seperti halnya hidrogen.Namun, kali ini, ada empat elektron yang terlibat.Dua elektron akan mengisi orbital ikatan dan dua lainnya harus mengisi orbital anti-ikatan energi yang lebih tinggi.Urutan obligasi kali ini adalah (2 - 2)/2 ' 0, jadi tidak ada ikatan yang akan ditempatkane.Sekali lagi, ini setuju dengan teori VB dan dengan pengamatan: helium tidak membentuk molekul.

Teori orbital molekuler juga memprediksi ikatan ganda dan tiga untuk molekul oksigen dan nitrogen.Dalam kebanyakan kasus, teori MO dan teori ikatan valensi sesuai;Namun, yang pertama lebih menjelaskan molekul di mana urutan ikatan terletak antara ikatan tunggal dan rangkap, dan sifat magnetik molekul.Kerugian utama dari teori orbital molekuler adalah bahwa, kecuali untuk kasus yang sangat sederhana seperti yang di atas, perhitungannya jauh lebih rumit.