Реферати українською » Наука и техника » Теорія молекулярних орбиталей


Реферат Теорія молекулярних орбиталей

Атоми об'єднують у молекули завдяки хімічним зв'язкам. Причому беруть участь у освіті цих зв'язків електрони, які у зовнішньому шарі цих атомів. Є кілька теорій, що описують процес зв'язування. Один із них — теорія валентных зв'язків, відповідно до якої зв'язок між атомами утворюються, коли атоми обмінюються електронними парами з перекрывающихся орбиталей. Інша — теорія молекулярних орбиталей.

Такі приблизні теорії корисні, оскільки ми маємо простий, інтуїтивно зрозумілий спосіб подачі фізичних процесів. З іншого боку, сучасні комп'ютери дають нам можливість із високої точністю обчислити енергії зв'язку, але такі обчислення нітрохи не наближають нас розуміти, що відбувається, коли атоми з'єднуються. Роль теорій саме на тому, щоб дати нам таке розуміння.

У основі теорії молекулярних орбиталей лежить уявлення у тому, що електронна орбиталь в атомі описується хвильової функцією (див. Уравнение Шрёдингера). Теорія пояснює, як із протікання хімічної реакції атомні орбитали перетворюються на молекулярні. Як і більшість відомих нам типів хвиль, хвильові функції електронів в орбиталях перетерплюють інтерференцію. Виявляється, орбитали в молекулах можна, із гарним наближенням, уявити, як результат інтерференції хвильових функцій атомів.

Наприклад, розглянемо, що відбувається за взаємодії двох атомних орбиталей сусідніх атомів. Якщо області перекривання орбиталей хвильові функції перетерплюють конструктивну інтерференцію, електрони багато часу проводять між ядрами, притягаючи атоми друг до друга. З іншого боку, якщо інтерференція у сфері перекривання деструктивна, електронна щільність між ядрами дорівнює нулю, та між атомами виникає результуюча сила відштовхування. Отже, дві атомні орбитали об'єднуються із заснуванням двох молекулярних орбиталей: одна прагне зв'язати атоми (котра зв'язує молекулярна орбиталь), іншу — відштовхнути їх (разрыхляющая молекулярна орбиталь). І важливо їх взаємодія визначає, було б освічена стабільна молекула.

Щоб осягнути, як працює ця модель, спробуємо розібратися, чому водень утворює молекулу з цих двох атомів, а гелій — вже з. У освіті зв'язок між двома атомами водню беруть участь за одним електрону від кожної атома, але в нижчою (яка зв'язує) молекулярної орбитали є саме місце обох електронів. Электроны основне час перебувають між ядрами, отже атоми притягуються і молекула водню може утворитися. У гелію ж у освіті зв'язок між двома атомами беруть участь чотири електрона, тому зайняті як котра зв'язує, і разрыхляющая атомні орбитали. Численные обчислення показують, у цьому цьому разі буде переважати ефект відштовхування, і, навіть якщо молекули гелію утворюються, вони вкрай нестабільні. Тому молекула газу гелію складається з одного атома.

Схожі реферати:

Навігація