¿Cómo se pueden dibujar diagramas orbitales atómicos y moleculares?

Usaré oxígeno (#"O"_2(g)#) como ejemplo.

Con el oxígeno, sabe que las energías potenciales orbitales atómicas van en el siguiente orden:

#V_(1s)# #"<<"# #V_(2s) < V_(2p)#

Entonces, el diagrama orbital atómico es simplemente esos orbitales en ese orden de energía. Tenga en cuenta que el #1s# los orbitales son significativamente más bajos en energía que los #2s# orbitales

Para la diatomica homonuclear #"O"_2#, simplemente tenemos dos copias de este diagrama orbital atómico muy separadas al principio. Llenarlos con oxígeno 8 electrones (2 núcleo + 6 valencia).

Ahora tenemos dos de lo mismo diagramas orbitales atómicos Dispuesto:

Entonces, para el diagrama orbital molecular, examinamos cómo estos orbitales atómicos interactúan entre sí en un combinación lineal de orbitales atómicos (LCAO) Así es como va esto (por supuesto, el #ns# son compatibles con el #ns#).

Tomando el eje internuclear como el #z#-eje, tenemos:

  • #"AO"_(1s) + "AO"_(1s) = sigma_(1s) + sigma_(1s)^"*"# (strong head-on overlap)
  • #"AO"_(2s) + "AO"_(2s) = sigma_(2s) + sigma_(2s)^"*"# (strong head-on overlap)
  • #"AO"_(2p_x) + "AO"_(2p_x) = pi_(2p_x) + pi_(2p_x)^"*"# (weak sidelong overlap)
  • #"AO"_(2p_y) + "AO"_(2p_y) = pi_(2p_y) + pi_(2p_y)^"*"# (weak sidelong overlap)
  • #"AO"_(2p_z) + "AO"_(2p_z) = sigma_(2p_z) + sigma_(2p_z)^"*"# (strong head-on overlap)

Por lo tanto, tomamos 10 orbitales atómicos y generar 10 orbitales moleculares, de acuerdo con la conservación de los orbitales.

Según la cantidad de superposición orbital, los cambios relativos en la energía difieren yendo del orbital atómico al orbital molecular. Mayor solapamiento = mayor cambio en energía.

Es por eso que #sigma_(2p_z)# los orbitales moleculares son más bajos en energía que los #pi_(2p_x)# y #pi_(2p_y)# orbitales moleculares.

Y finalmente, solo complete los electrones de acuerdo con La regla de Hund, el Principio de exclusión de Pauli, Y el Principio de Aufbau.

Usted obtiene 8 electrones de cada oxígeno, por lo que obtienes 16 total:

Y de hecho, esto está de acuerdo con otros MO diagramas of #"O"_2(g)#.

Esto se conoce como trillizo (#""^3 Sigma#) oxígeno, el estado fundamental del gas oxígeno.


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