Co je to molekulární orbitál v chemii?

Molekulární orbitál je v podstatě cesta, kterou elektron vezme kolem molekuly. Toto je velmi podobné atomovému orbitálu, kromě toho, že molekulární orbitál je cesta, která bere v úvahu pole více než jednoho jádra. Existují dva typy molekulárních orbitálů, jeden vazebný a anti-vazebný. Toto je v podstatě rozhodnuto tím, zda se obíhající elektrony pohybují kolem jader ve fázi nebo mimo fázi. Molekulární orbitaly jsou v podstatě překrývající se atomové orbitaly a míra, jdou k sobě, určuje, zda se atomy budou vázat nebo ne.

Než bude schopen rozumět orbitálům, je důležité znát strukturu atomu. Protony a neutrony zabírají jádro atomu, což je velmi kondenzovaná nádoba, která sedí ve středu atomu. Elektrony bzučí kolem vnějšího jádra, v podstatě stejným způsobem planety obíhají kolem Slunce. Zjednodušující popis toho, jak elektrony obíhají kolem jádra, dělí elektrony na „náboje“, což jsou v podstatě velké kruhy obklopující jádro, které mohou obsahovat určité množství elektronů. Stejně jako u planetárních drah ani elektronové orbity nemají tvar dokonalých kruhů.

Všichni elektronové se nepletou kolem atomu v sadě uspořádaných kruhů. Místo toho mají často neobvyklejší oběžné dráhy a jejich specifickou oběžnou dráhu popisuje atomová orbitální teorie. Orbitál „s“ je nejjednodušší a je to v zásadě sférický orbitál. Existují také činky ve tvaru činky, nazývané orbitály „p“, které přicházejí ve třech různých uspořádáních. Interakce mezi dvěma atomovými orbitaly určuje typ molekulárního orbitálu.

Když se spojí dva atomy, elektrony se stále pokoušejí sledovat jejich nastavený orbitální vzorec a jejich pozice určují typ molekulárního orbitálu. První typ molekulárního orbitálu přichází, když elektrony obíhají obě jádra ve fázi a v určitém bodě se překrývají. To vytváří „spojovací“ orbitál, protože překrývání elektronů zesiluje negativní náboj a snižuje potenciální energii molekuly. Vyžadovalo by tedy energii, aby se rozdělila zpět na jejich samostatné atomy, a atomy zůstanou pohromadě.

Druhým typem molekulární orbitální je, když elektrony obíhají mimo fázi. To snižuje negativní náboj, který vytvářejí, což zase zvyšuje celkovou potenciální energii uloženou v molekule. Elektrony mají nízkou potenciální energii, takže je pravděpodobnější, že se oddělí mimo orbitu mimo fázi. Nízká potenciální energie mimojetonové oběžné dráhy tedy znamená, že se atomy rozpadly a vazba se nevytvoří.