Vad är en molekylär orbital i kemi?

Ett molekylärt orbital är i huvudsak den väg som en elektron tar runt en molekyl.Detta är mycket lik en atomisk orbital, förutom att en molekylär orbital är en stig som tar hänsyn till mer än en kärna.Det finns två typer av molekylära orbital, en bindning och en anti-bindning.Detta avgörs i princip av om de kretsande elektronerna rör sig runt kärnorna i fas eller ur fas.Molekylära orbitaler överlappar i princip atomorbitaler, och graden genom vilken de går samman avgör om atomerna kommer att binda eller inte.

Innan man kan förstå orbitaler är det viktigt att känna till en atoms struktur.Protoner och neutroner upptar atomens kärna, som är en mycket kondenserad behållare som sitter i mitten av en atom.Elektroner susar runt utsidan av kärnan, i huvudsak på samma sätt som planeter kretsar runt solen.En förenklad beskrivning av hur elektroner kretsar om en kärna delar upp elektronerna i "skal", som i princip är stora cirklar som omger kärnan som kan innehålla en viss mängd elektroner.Precis som med planetbanor tar elektronbanor inte formen av perfekta cirklar.

Elektroner tar sig inte alla runt en atom i set, ordnade cirklar.Istället har de ofta mer ovanliga banor, och den specifika bana som de har beskrivs av den atomiska orbitalteorin."S" omloppet är den enklaste, och detta är i huvudsak en sfärisk orbital.Det finns också hantelformade orbitaler, kallade "P" -banor, som finns i tre olika justeringar.Interaktionen mellan de två atomorbitalerna bestämmer typen av molekylära orbital.

När två atomer binds försöker elektronerna fortfarande följa sitt uppsättning orbitalmönster, och deras positioner avgör vilken typ av molekylär orbital.Den första typen av molekylära orbital kommer när elektronerna bana båda kärnorna i fas och överlappar varandra vid någon tidpunkt.Detta skapar en "bindning" omlopp, eftersom elektronernas överlappning intensifierar den negativa laddningen och sänker molekylens potentiella energi.Det skulle därför kräva energi för att dela dem tillbaka i sina separata atomer, och atomerna stannar tillsammans.

Den andra typen av molekylär orbital är när elektronerna bana utanför fasen.Detta minskar den negativa laddningen som de skapar, vilket i sin tur ökar den totala potentiella energin som lagras i molekylen.Elektroner som en låg potentiell energi, så de är mer benägna att separera än bana out-of-fas.Den låga potentiella energin i en bana utanför fasen betyder då att atomerna delas upp och bindningen inte bildas.