Свързване срещу антисвързване на молекулярни орбитали
Разликата между свързващите и антисвързващите молекулярни орбитали може да бъде обяснена най-добре с помощта на „Теорията на молекулярните орбитали“. Тези два вида молекулни орбитали се образуват, когато се образуват ковалентни химични връзки. Най-съществената разлика между свързващите и антисвързващите молекулни орбитали е техните енергийни нива в сравнение с родителските атомни орбитали. Тази разлика в енергийните нива води до други разлики между две молекулни орбитали.
Свързващите и антисвързващите молекулни орбитали се образуват от линейни комбинирани атомни орбитали. Следните ключови понятия са много важни, за да се разбере разликата между свързващите и антисвързващите молекулни орбитали.
Принцип на Ауфбау – първо се запълват орбиталите с най-ниска енергия.
Принцип на изключване на Паули – Максималният брой електрони (с противоположни спинове), които могат да заемат една орбитала, е два.
Правило на Хунд – Когато има няколко молекулярни орбитали с еднаква енергия, електроните заемат молекулярните орбитали един по един, преди два да заемат една и съща молекулярна орбитала.
Какво представляват свързващите молекулярни орбитали?
Свързващите молекулни орбитали се образуват от атомни орбитали чрез синфазна комбинация на атомни орбитали. Той увеличава електронната плътност между свързаните атоми. Тяхната енергия е по-ниска от атомните орбитали. Електроните първо се запълват в свързващите молекулни орбитали и стабилизират молекулата, тъй като свързват по-малко енергия от електрона в родителския атом.
Молекулярна орбитална диаграма за водород
Какво представляват антисвързващите молекулярни орбитали?
Антисвързващите молекулярни орбитали се образуват от комбинация от атомни орбитали извън фазата и това намалява електронната плътност между два атома. В антисвързващите молекулярни орбитали енергията е по-висока от атомните орбитали, които са ги образували. Поради този факт, когато електроните се напълнят в антисвързващи молекулни орбитали, това дестабилизира връзката между два атома.
H2 1sσ антисвързваща молекулярна орбитала
Каква е разликата между свързващи молекулярни орбитали и антисвързващи молекулярни орбитали?
Енергия:
ЕНЕРГИЯАнтисвързващи молекулярни орбитали > ЕНЕРГИЯСвързващи молекулярни орбитали
• Свързващите молекулярни орбитали имат по-ниска енергия в сравнение с основната атомна орбитала.
• Антисвързващите молекулярни орбитали притежават по-висока енергия от тази на родителските атомни орбитали.
• Обикновено електроните първо се запълват в по-ниски енергийни нива. Следователно електроните първо се запълват в свързващи молекулни орбитали и след това в антисвързващи молекулни орбитали.
Стабилност:
• Свързващите молекулярни орбитали са по-стабилни както от антисвързващите молекулярни орбитали, така и от родителската атомна орбитала.
• Антисвързващите молекулярни орбитали са по-малко стабилни както от свързващите молекулярни орбитали, така и от родителските атомни орбитали.
• Основната причина за разликата в стабилността е разликата в енергийните нива. Колкото по-висока е енергията, толкова по-малко е стабилността. Колкото по-ниска е енергията, толкова повече е стабилността.
Наличност на електрони:
• Вероятността за намиране на електрон е много висока в свързващите молекулярни орбитали.
• Намирането на електрон в антисвързващи молекулни орбитали е минимално.
Принос за формата на молекулата:
• Свързващите молекулярни орбитали директно допринасят за формата на молекулата.
• Антисвързващите молекулярни орбитали не допринасят за формата на молекулата.
