Форма канонических молекулярных орбиталей
Органическая химия / Атомные и молекулярные орбитали / Органическая химия / Атомные и молекулярные орбитали / Форма канонических молекулярных орбиталей Форма канонических молекулярных орбиталей
Страница 2

Таким образом, канонические орбитали правильно предсказывают существование двух потенциалов ионизации метана. Зато гибридизованные орбитали неправильно предсказывают всего один потенциал ионизации, но дают четкое представление о геометрии молекулы. Нельзя сказать, какие орбитали «лучше»; теоретики могут переводить канонические орбитали в гибридные и обратно.

Чтобы изобразить орбитали, представленные на рис. 1.14, необходимо затратить довольно много времени и иметь достаточные навыки в рисовании, что не всем доступно. Поэтому обычно используют приближенные эскизы, показывающие симметрию и узловые свойства орбиталей, правила построения которых будут даны в главе 2. Такие эскизы для молекулы СН4 приведены на рис. 1.15. Эскизные представления МО полезны тем, что на них ясно видно, из каких АО образуется данная МО. Так, орбитали ψ1 и ψ8 образуются путем перекрывания в фазе или противофазе С2s и четырех H1s, орбитали ψ2, ψ3, ψ4- путем перекрывания только H1s, а орбитали ψ5, ψ6 и ψ7 - путем перекрывания орбиталей С2р и H1s. Сравнение рис. 1.14 и 1.15 показывает, что эскизные орбитали сильно искажают реальную картину, но симметрию и узловые свойства передают правильно. Поскольку при рассмотрении реакционной способности органических молекул нас в первую очередь будут интересовать именно симметрия и узловые свойства, в последующих главах мы будем использовать главным образом эскизные орбитали.

Рис. 1.15. Схематические изображения МО молекулы СН4, показывающие симметрию

Рис. 1.15. Схематические изображения МО молекулы СН4, показывающие симметрию и узловые свойства орбиталей. Ср. с рис. 1.14.

Полярная молекула HF. На рис. 1.16 дана форма МО простейшей двухатомной гетероядерной молекулы HF. Поскольку валентная оболочка атома фтора описывается одной 2s- и тремя 2р-атомными орбиталями, а атом водорода имеет 1s -орбиталь, общее число образующихся молекулярных орбиталей в молекуле равно пяти. На четырех нижних по энергии орбиталях ψ1-ψ4 попарно размещаются восемь электронов, пятая орбиталь пустая. На рисунке, кроме объемных изображений МО, приведены также эскизы орбиталей, дающие представление о симметрии и о том, какие АО атома фтора использованы для образования данной МО.

Рис. 1.16. МО молекулы HF

Рис. 1.16. МО молекулы HF

Две занятые орбитали с наибольшей энергией (ψ3 и ψ4) являются вырожденными; это орбитали π-типа, но электронной плотности у атома водорода в этих орбиталях совсем нет. Они называются несвязывающими орбиталями, так как не связывают атомы Н и F, и занимающие их электроны в классической теории называются «неподеленными парами электронов». Важная особенность молекулы НF состоит в том, что плотность валентных электронов распределена по молекуле неравномерно, она гораздо выше вокруг атома фтора. Об этом говорит, например, вид самой низкой связывающей МО ψ1 (рис. 1.16), по форме напоминающей яйцо, в остром конце которого распоолагается ядро атома водорода, а в тупом - ядро атома фтора. Во всех связывающих и несвязывающих орбиталях HF объем орбиталей у атома фтора больше, чем у атома водорода, что эквивалентно большей электронной плотности у атома фтора. Таким образом, полярность молекулы, выражаемая формулой Hδ+-Fδ-, отражается и в форме канонических молекулярных орбиталей.

Страницы: 1 2 3 4 5

Смотрите также

Определение ионов алюминия и меди (II) в сточной воде
Вода-источник жизни, ничто живое на земле не может обойтись без нее, поэтому ее анализ имеет важное значение. В сточных водах содержится большее количество разнообразных органических, неорг ...

Получение хлора методом электролиза повареной соли
Быстрое развитие хлорной промышленности связано в основном с расширением производства хлорорганических продуктов – винилхлоридов, хлорорганических растворителей, инсектицидов и др. Хотя дол ...

Гетерогенный катализ
Гомогенно-каталитизируемое превращение протекает в одной фазе, где смешаны и реагенты, и катализатор, и продукты. В гетерогенно-катализируемом превращении катализа-тор образует отдельную фа ...