В химии, что такое молекулярная орбиталь?

Молекулярная орбиталь - это, по сути, путь, по которому электрон проходит вокруг молекулы. Это очень похоже на атомную орбиталь, за исключением того, что молекулярная орбиталь - это путь, который учитывает поле более чем одного ядра. Существует два типа молекулярных орбиталей: связующий и антисвязывающий. Это в основном определяется тем, движутся ли орбитальные электроны вокруг ядра в фазе или в противофазе. Молекулярные орбитали в основном перекрывают атомные орбитали, и степень их взаимодействия определяет, будут ли атомы связываться или нет.

Прежде чем понимать орбитали, важно знать структуру атома. Протоны и нейтроны занимают ядро ​​атома, который представляет собой очень конденсированный контейнер, который находится в центре атома. Электроны проникают за пределы ядра, по сути, так же, как планеты вращаются вокруг Солнца. Упрощенное описание того, как электроны вращаются вокруг ядра, расщепляет электроны на «оболочки», которые в основном представляют собой большие круги, окружающие ядро, которые могут содержать определенное количество электронов. Как и на планетарных орбитах, электронные орбитали не принимают форму совершенных кругов.

Электроны не все пробиваются вокруг атома в установленных, упорядоченных кругах. Вместо этого они часто имеют более необычные орбиты, и конкретная орбита, которую они имеют, описывается атомной теорией орбит. Орбитальная «s» является самой простой, и это по существу сферическая орбиталь. Есть также орбитали в форме гантелей, называемые «р» орбитали, которые бывают трех разных выравниваний. Взаимодействие между двумя атомными орбиталями определяет тип молекулярной орбитали.

Когда два атома связываются, электроны все еще пытаются следовать своей установленной орбитальной схеме, и их положения определяют тип молекулярной орбитали. Первый тип молекулярной орбитали возникает, когда электроны вращаются вокруг обоих ядер в фазе и перекрываются в некоторой точке. Это создает «связывающую» орбиту, потому что перекрытие электронов усиливает отрицательный заряд и снижает потенциальную энергию молекулы. Поэтому потребуется энергия, чтобы разделить их на отдельные атомы, и атомы останутся вместе.

Другой тип молекулярной орбитали - это когда электроны вращаются вне фазы. Это уменьшает отрицательный заряд, который они создают, что в свою очередь увеличивает общую потенциальную энергию, запасенную в молекуле. Электроны любят низкую потенциальную энергию, поэтому они с большей вероятностью отделяются, чем орбиты вне фазы. Таким образом, низкая потенциальная энергия противофазной орбиты означает, что атомы расщепляются, и связь не образуется.