Энергетические диаграммы двухатомных частиц, образованных элементами первого периода

 

а) Образование молекулярных орбиталей в молекуле водорода из атомных 1s-орбиталей.

При линейной комбинации двух атомных волновых функций ΨА и ΨВ , принадлежащих атомам водорода А и В, получаются две молекулярные волновые функции:

Ψ+ = ΨА + ΨВ

Ψ. = ΨА – ΨВ

Молекулярная волновая функция Ψ+, образующаяся в результате сложения атомных волновых функций, описывает связывающую молекулярную орбиталь σs. Молекулярная функция Ψ, образующаяся в результате взаимного вычитания атомных волновых функций, описывает разрыхляющую орбиталь σs*. При нахождении электронов на связывающей молекулярной орбитали полная энергия системы из двух атомов меньше, чем при нахождении электронов на исходных атомных орбиталях, а пребывание электронов на разрыхляющей орбитали увеличивает силы отталкивания между ядрами — энергия системы возрастает.

Рис. 14 Энергетическая диаграмма образования молекулы Н2

На энергетической диаграмме (рис.14) связывающая орбиталь располагается ниже, а разрыхляющая орбиталь — выше соответствующих атомных орбиталей. Молекула водорода содержит два электрона с противоположными спинами на σs-орбитали. Молекула диамагнитна. Энергия связи в Н2 равна 435 кДж/моль. Порядок связи равен 2/2 = 1.

б) Образование молекулярных орбиталей в ионе Н2+

Ион Н2+ состоит из двух протонов и одного электрона. На

σ-связывающую молекулярную орбиталь катиона Н2+переходит один электрон атома H с выигрышем энергии. Образуется устойчивое соединение с энергией связи 255кДж/моль. Порядок связи равен 1/2. Молекулярный ион парамагнитен (рис.15).

 

 

Рис. 15 Энергетическая диаграмма образования иона Н2+

в) Образование молекулярных орбиталей в частице Не


Рис. 16Энергетическая диаграмма, иллюстрирующая невозможность образования химической связи между атомами He

В этом случае два электрона займут связывающую молекулярную орбиталь, а два других — разрыхляющую (рис.16). Выигрыша в энергии такое заселение двух орбиталей электронами не принесет. Порядок связи равен 2–2 =0. Следовательно, молекулы He2 не существует.

Таблица 1 Энергия и порядок связи в молекулах элементов 1 периода

Молекулы и молекулярные ионы Электронная конфигурация Энергия связи кДж/моль Порядок связи
Н2+ s)1 0,5
Н2 s)2s*)1
Не2+ s)2s*)1 0,5
Не2 s)2s*)2 -

 

Таблица 1 показывает что в ряду Н2+–Н2–Не2 + по мере заполнения электронами связывающей орбитали энергия и порядок связи увеличивается, а при появлении электрона на разрыхляющей орбитали, наоборот, уменьшается.

Молекула гелия в невозбуждённом состоянии не существует.

 








Дата добавления: 2016-01-07; просмотров: 959;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.01 сек.