Основные положения метода молекулярных орбиталей. Порядок заполнения. Условия устойчивости молекул. Кратность связи

Основные положения:

• Каждый электрон находится электрическом поле ядер всех атомов и других электронов.

• Волновая функция, описывающая состояние электрона в молекуле, называется молекулярной орбиталью (МО).

• Каждая МО является линейной комбинацией атомных орбиталей (ЛКАО), то есть ψМО = c1ψАО,1 + c2ψАО,2 + c3ψАО,3 …

• c1, c2, c3 и т.д. – коэффициенты, принимающие любые значения от -1 до +1

• Количества МО и АО равны.

Порядок заполнения МО:

1. Принцип наименьшей энергии. Суммарная энергия всех электронов атома, находящегося в основном состоянии, минимальна.

2. Правило Хунда. В каждой из орбиталей подслоя заполняется сначала один электрон, а только после исчерпания незаполненных орбиталей на эту орбиталь добавляется второй электрон.

3. Принцип Паули. В атоме не может быть даже двух электронов со всеми четырьмя одинаковыми квантовыми числами.

Связывающие и разрыхляющие орбитали:

1. Энергия электронов на связывающей МО ψМО (σ-МО) ниже, чем на АО изолированных атомов водорода.

2. Энергия электронов на разрыхляющей МО ψ*МО (σ*-МО) выше, чем на АО изолированных атомов водорода.

Кратность связи ММО:

– число электронов на связывающих орбиталях

– число электронов на разрыхляющих орбиталях

Если > , связь образуется.

Если ≤ , связь не образуется.

Чем больше n, тем прочнее (энергия связи больше) и короче связь

Условия устойчивости: в наиболее устойчивом состоянии (невозбужденном) атома электроны занимают атомные орбитали, характеризующиеся наименьшей возможной энергией. Точно так же наиболее устойчивое состояние молекулы достигается в том случае, когда электроны занимают МО, отвечающие минимальной энергии.