Доклад : Теория молекулярных орбиталей 


Полнотекстовый поиск по базе:

Главная >> Доклад >> Наука и техника


Теория молекулярных орбиталей




Теория молекулярных орбиталей

Атомы объединяются в молекулы благодаря химическим связям. Причем участвуют в образовании этих связей электроны, находящиеся во внешнем слое этих атомов. Существует несколько теорий, описывающих процесс связывания. Одна из них — теория валентных связей, в соответствии с которой связи между атомами образуются, когда атомы обмениваются электронными парами из перекрывающихся орбиталей. Другая — теория молекулярных орбиталей.

Такого рода приблизительные теории полезны, поскольку мы получаем простой, интуитивно понятный способ представления физических процессов. С другой стороны, современные компьютеры дают нам возможность с высокой точностью вычислить энергии связи, однако такие вычисления ничуть не приближают нас к пониманию того, что же происходит, когда атомы соединяются. Роль теорий как раз в том и состоит, чтобы дать нам это понимание.

В основе теории молекулярных орбиталей лежит представление о том, что электронная орбиталь в атоме описывается волновой функцией (см. Уравнение Шрёдингера). Теория объясняет, как при протекании химической реакции атомные орбитали преобразуются в молекулярные. Подобно большинству известных нам типов волн, волновые функции электронов в орбиталях претерпевают интерференцию. Оказывается, орбитали в молекулах можно, с хорошим приближением, представить как результат интерференции волновых функций атомов.

Например, рассмотрим, что происходит при взаимодействии двух атомных орбиталей соседних атомов. Если в области перекрывания орбиталей волновые функции претерпевают конструктивную интерференцию, электроны большую часть времени проводят между ядрами, притягивая атомы друг к другу. С другой стороны, если интерференция в области перекрывания деструктивная, электронная плотность между ядрами равна нулю, и между атомами возникает результирующая сила отталкивания. Таким образом, две атомные орбитали объединяются с образованием двух молекулярных орбиталей: одна стремится связать атомы (связывающая молекулярная орбиталь), а другая — оттолкнуть их (разрыхляющая молекулярная орбиталь). И их взаимодействие определяет, будет ли образована стабильная молекула.

Чтобы понять, как работает эта модель, попробуем разобраться, почему водород образует молекулу из двух атомов, а гелий — из одного. В образовании связи между двумя атомами водорода участвуют по одному электрону от каждого атома, а на низшей (связывающей) молекулярной орбитали как раз есть место для двух электронов. Электроны основное время находятся между ядрами, значит атомы притягиваются и молекула водорода может образоваться. У гелия же в образовании связи между двумя атомами участвуют четыре электрона, поэтому заняты как связывающая, так и разрыхляющая атомные орбитали. Численные вычисления показывают, что в этом случае будет преобладать эффект отталкивания, и, даже если молекулы гелия образуются, они будут крайне нестабильны. Поэтому молекула газа гелия состоит из одного атома.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://elementy.ru

Похожие работы:

  • Теория молекулярных орбиталей в комплексных соединениях

    Реферат >> Химия
    ... с пи-орбиталями лигандов, которые можно скомбинировать в групповые орбитали, пользуясь правилами теории групп ... , сравнительно малы. Как и в случае лиган­дов с р-орбиталями, можно рассматривать ...
  • Теория МО ЛКАО

    Реферат >> Химия
    - 1 - Теория МО ЛКАО. Молекулярные интегралы и формула энергетические ... слияния. Так подтверждается корректность теории, и это особенно важно, ... и разрыхления). Рис.Графические изображения молекулярных орбиталей (s)- типа . Используют три способа ...
  • Химия, элементы таблицы Менделеева

    Реферат >> Химия
    ... , как трёхцентровой с позиций теории молекулярных орбиталей: линейная комбинация трёх атомных орбиталей (по одной от ... , что полный переход на метод молекулярных орбиталей вопроса не решает. Прежде всего ...
  • Естествознание на молекулярном уровне

    Контрольная работа >> Биология
    ... получили методы молекулярных орбиталей, наряду с которыми используют метод валентных связей, теорию кристаллического поля ... теория связи в орг. соединениях основана главным образом на понятии орбиталей и использует методы молекулярных орбиталей ...
  • Методы молекулярной спектрометрии в анализе объектов окружающей среды

    Реферат >> Остальные работы
    ... уровнем. Применение квантовой теории показывает, что энергия такой ... симметрии молекул и теории групп. Математический аппарат теории групп позволяет вычислить ... квантово-механических представлений, например метода молекулярных орбиталей (МО). В соответствии с ...
  • Теория Бутлерова

    Реферат >> Химия
    ... уровне р-подуровне имеется свободная орбиталь, то на нее может ... угле­водородов. Рассмотрим несколько примеров. Молекулярной формуле С3Н7ОН в зависимости от ... углеводороды обладают некоторыми особенностями. Согласно теории А.М. Бутлерова, это объясняется ...
  • Основы химии

    Реферат >> Химия
    ... введения в теорию химической связи метода молекулярных орбиталей (метода МО). Метод молекулярных орбиталей базируется на ... молекулярных орбиталей СО. При взаимодействии атомных орбиталей углерода с атомными орбиталями кислорода получаются молекулярные ...
  • Кинетика химических реакций

    Курсовая работа >> Химия
    ... базе квантовой механики и статистической физики теории абсолютных скоростей реакций, открывающей перспективы ... хлора молекулярная σ-орбиталь, образованная Зр-орбиталями атомов CI, и атомная ls-орбиталь атома Н превращаются в молекулярную σ-орбиталь молекулы ...
  • Метод валентных связей

    Доклад >> Биология и химия
    ... . перекрывания орбиталей в теории направленных валентностей. Лучшему перекрыванию орбиталей, отвечающих ... рассматривают как мат. обоснование теории резонанса. Один из простых ... простые по своей структуре молекулярных орбиталей методы. Список литературы Пикок ...
  • Межпредметные связи в курсе школьного предмета химии на предмете углерода и его соединений

    Реферат >> Химия
    ... Ферсман Приложение 12 Определение молекулярного состава углекислого газа(экспериментальная ... , 2pz-y2 приводит к образованию молекулярных орбиталей s-типа: ssсв, ssразр и ... жидкостей и газов, положения молекулярно кинетической теории. Необходимо учитывать, что ...