Метод молекулярных орбиталей

Ограничения метода ВС азотная кислота, бензол, озон??? наложение валентных схем или резонансные структуры

Метод МО (Малликен, Хунд): молекула – совокупность ядер и электронов, каждый электрон движется в поле остальных электронов и ядер. (связь многоцентровая, многоэлектронная)

ЛКАО (МО) связ = С 1 (АО 1 ) + С 2 (АО 2 ) (МО) разр = С 3 (АО 1 ) – С 4 (АО 2 ) Энергии АО близки С 1 и С 2 близки максимальное перекрывание, снижение энергии связывающих МО Энергии АО сильно различаются несвязывающие МО

Принципы метода МО 1. Как и в атоме, в молекуле е занимают соответствующие орбитали. При этом продолжают действовать: принцип min Е, принцип Паули, правило Хунда 2. Число МО = суммарному числу АО

Гомоядерная молекула (Н 2 ) 1 период 2 период S 2

Гетероядерная молекула СО Н 2 О NH 3 CH 4 BeH 2 BH 3

МО для октаэдрических комплексов

Молекулы не с одним центральным атомом С2Н6С2Н4С2Н2С6Н6С4Н6С2Н6С2Н4С2Н2С6Н6С4Н6

Зоны в кристаллах В 1 см 3 металла атомов Энергетическая разница между состояниями ~ эВ Е 2p2p 2s N Е Е > 3 эВ – диэлектрик Е < 3 эВ – полупроводник металл

Двухатомные гомоядерные молекулы 1 периода Н2Н2 Не 2 Н2-Н2- Н2+Н2+

Двухатомные гомоядерные молекулы 2 периода Начало периода (Li 2 – N 2 ) Конец периода (О 2 – F 2 )

Строим энергетическую диаграмму молекулы S 2 1. Строим АО внешнего уровня 2. Определяем число МО: АО = МО 4АО S + 4АО S = 8МО

3. Определяем тип перекрывания АО 3s + 3s s 3p + 3p p и p Строим энергетическую диаграмму молекулы S 2

4. Общий вид МО Строим энергетическую диаграмму молекулы S 2 3р

5. Заполняем орбитали электронами Кратность связи? Магнитные свойства? Строим энергетическую диаграмму молекулы S 2 3р

Cтроим энергетическую диаграмму молекулы СО 1. Строим АО внешнего уровня 2. Определяем число МО: АО = МО 4АО С + 4АО О = 8МО

3. Определяем тип перекрывания АО 2s + 2s s 2p + 2p p и p Строим энергетическую диаграмму молекулы СО

Заполняем орбитали электронами Строим энергетическую диаграмму молекулы СО

CO (сравнение со строгой диаграммой)

Строим энергетическую диаграмму молекулы Н 2 О 1. Строим АО внешнего уровня 2. Определяем число МО: АО = МО 4АО О + 2АО Н = 6МО

Строим энергетическую диаграмму молекулы Н 2 О 3. Определяем тип перекрывания АО 2s + 1s s 2p + 1s p 4. Определяем число связывающих, разрыхляющих, несвязывающих МО МО связывающих = МО разрыхляющих = АО min = = 2 * 1 АО Н = 2 МО несвязывающих = МО – МО связывающих – – МО разрыхляющих = 6 – 2 – 2 = 2

Строим энергетическую диаграмму молекулы Н 2 О

NH 3 МО = 4 АО N + 3 АО Н = 7 МО связ = МО разр = 3 * 1 АО Н = 3 МО несв = 7 – 3 – 3 = 1 2s + 1s s, 2p + 1s p

NH 3

CH 4 МО = 4 АО C + 4 АО Н = 8 МО связ = МО разр = 4 * 1 АО Н = 4 МО несв = 8 – 4 – 4 = 0 2s + 1s s, 2p + 1s p

CH 4

BeH 2 МО = 4 АО Be + 2 АО Н = 6 МО связ = МО разр = 2 * 1 АО Н = 2 МО несв = 6 – 2 – 2 = 2 2s + 1s s, 2p + 1s p

BH 3 МО = 4 АО B + 3 АО Н = 7 МО связ = МО разр = 3 * 1 АО Н = 3 МО несв = 7 – 3 – 3 = 1 2s + 1s s, 2p + 1s p

Комплексы Со 3+ [CoF 6 ] 3- [Co(NH 3 ) 6 ] 3+

Зависимость от лиганда Спектрохимический ряд лигандов (по величине поля): СО, CN - > NO 2 - > этилендиамин > NH 3 > NCS - > H 2 O > > OH - > F - > SCN - > Cl - > Br - > I - alhimik.ru Е отталкивания электронов Со 3+ = 251 кДж/моль = 156 кДж/моль = 265 кДж/моль

Зависимость от комплексообразователя Рост степени окисления рост [Сr(H 2 O) 6 ] 2+ < [Cr(H 2 O) 6 ] 3+ [Fe(CN) 6 ] 4- < [Fe(CN) 6 ] 3- Рост номера периода рост [Cu(NH 3 ) 2 ] + < [Ag(NH 3 ) 2 ] + [NiCl 4 ] 2- < [PdCl 4 ] 2-

Устойчивые октаэдрические комплексы Электронная конфигурация комплекса Электронная конфигурация центрального иона Примеры центральных ионов ( d св ) 12 ( d ) 3 d3d3 Cr 3+, Mn 4+ ( d св ) 12 ( d ) 3 ( d разр ) 2 d5d5 Mn 2+, Fe 3+ ( d св ) 12 ( d ) 6 ( d разр ) 2 d8d8 Ni 2+ ( d св ) 12 ( d ) 6 d6d6 Co 3+, Fe 2+, Pt 4+

Неустойчивые октаэдрические комплексы Электронная конфигурация комплекса Электронная конфигурация центрального иона Примеры центральных ионов ( d св ) 12 ( d ) 3 ( d разр ) 1 d4d4 Cr 2+, Mn 3+ ( d св ) 12 ( d ) 6 ( d разр ) 3 d9d9 Cu 2+