slide1 n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Σε ποια θεμελιώδη σημεία διαφέρει η θεωρία των μοριακών τροχιακών (ΜΟ) από τη θεωρία δεσμού σθένους ( VB ) PowerPoint Presentation
Download Presentation
Σε ποια θεμελιώδη σημεία διαφέρει η θεωρία των μοριακών τροχιακών (ΜΟ) από τη θεωρία δεσμού σθένους ( VB )

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 39

Σε ποια θεμελιώδη σημεία διαφέρει η θεωρία των μοριακών τροχιακών (ΜΟ) από τη θεωρία δεσμού σθένους ( VB ) - PowerPoint PPT Presentation


  • 109 Views
  • Uploaded on

Σε ποια θεμελιώδη σημεία διαφέρει η θεωρία των μοριακών τροχιακών (ΜΟ) από τη θεωρία δεσμού σθένους ( VB ) .

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Σε ποια θεμελιώδη σημεία διαφέρει η θεωρία των μοριακών τροχιακών (ΜΟ) από τη θεωρία δεσμού σθένους ( VB )' - koen


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

Σε ποια θεμελιώδη σημεία διαφέρει η θεωρία των μοριακών τροχιακών (ΜΟ) από τη θεωρία δεσμού σθένους (VB)

1. Η θεωρία των ΜΟ θεωρεί ότι όλα τα ηλεκτρόνια ανήκουν από κοινού στα άτομα του μορίου και κατανέμονται στον «κοινόχρηστο χώρο» των μοριακών τροχιακών. Αντίθετα, στη θεωρία VB τα άτομα διατηρούν την αυτονομία τους, μόνο τα ηλεκτρόνια σθένους ανήκουν από κοινού στα άτομα.

2.Η θεωρία των ΜΟ δεν δίνει ιδιαίτερη σημασία στο θέμα δημιουργίας ζευγών ηλεκτρονίων (δεσμικών ηλεκτρονίων).

3. Η θεωρία των ΜΟ δεν χρησιμοποιεί την έννοια του υβριδισμού.

4 Η θεωρία των ΜΟ εστιάζεται στις ενέργειες των ηλεκτρονίων και τις συμμετρίες των τροχιακών.

Οι δύο θεωρίες σε πολλές περιπτώσεις δεν κρίνονται ανταγωνιστικές, αλλά συμπληρωματικές.

slide2
Τα βασικά σημεία της θεωρίας των μοριακών τροχιακών
  • Η επικάλυψη (overlapping), σύμφωνα με τη κβαντομηχανική, ισοδυναμεί με τη συμβολή δύο κυμάνσεων. Ως εκ τούτου η επικάλυψη μπορεί να είναι εποικοδομητική, αν οι κυμάνσεις είναι σε φάση ή καταστρεπτική, αν οι κυμάνσεις είναι σε αντίθετη φάση. Έτσι, προκύπτουν αντίστοιχα τα δεσμικά μοριακά τροχιακά (BMO) και τα αντιδεσμικά μοριακά τροχιακά (AMO).
  • Η επικάλυψη είναι σημαντική μόνο εφόσον τα επικαλυπτόμενα ατομικά τροχιακά έχουν παραπλήσιες ενέργειες.
  • Ο αριθμός των μοριακών τροχιακών είναι όσος ο αριθμός των συνδυαζόμενων ατομικών τροχιακών από τα οποία προκύπτουν.
  • Τα μοριακά τροχιακά είναι για τα μόρια ότι τα ατομικά τροχιακά για τα άτομα.
  • Τα μοριακά τροχιακά, όπως τα ατομικά, έχουν ορισμένο σχήμα, μέγεθος και ενέργεια.
slide3
Το σύνολο των ηλεκτρονίων των συμβαλλόμενων ατόμων κατανέμονται στα μοριακά τροχιακά, σύμφωνα με τις αρχές της ηλεκτρονιακής δόμησης (αρχή ελάχιστης ενέργειας, απαγορευτική αρχή του Pauli, κανόνας του Hund). Έτσι, κάθε μοριακό τροχιακό μπορεί να έχει ένα ή δύο (με αντιπαράλληλο spin) ή κανένα ηλεκτρόνιο.
  • Η παρουσία ηλεκτρονίων σε μοριακά τροχιακά χαμηλής ενέργειας συμβάλλει στη σταθερότητα του συστήματος, δηλαδή, στη δημιουργία δεσμού.
  • Τάξη δεσμού
slide4
Πότε τα ατομικά τροχιακά επικαλύπτονται και οδηγούν σε δεσμό;

1. να έχουν παραπλήσια ενέργεια.

2. να έχουν περίπου την ίδια συμμετρία.

3. η απόσταση μεταξύ των ατόμων να είναι αρκετά μικρή ώστε να γίνει μεγάλη επικάλυψη των ατομικών τροχιακών.

slide5

α. Ο συνδυασμόςpx+py δεν οδηγεί σε δεσμό. β. Ο συνδυασμός px+sδεν οδηγεί σε δεσμό. γ. Ο συνδυασμός pz+s οδηγεί σε δεσμό, καθώς η συμμετρία των τροχιακώνεπιτρέπει τη μεγίστη επικάλυψη τους.

slide6

Μοριακό τροχιακό είναι η κυματοσυνάρτηση ενός ηλεκτρονίου που κινείται υπό την επίδραση των πυρηνικών έλξεων και της μέσης άπωσης των άλλωνηλεκτρονίων.

  • Ακριβής προσδιορισμός των μοριακών τροχιακών είναι δυνατός με επίλυση της εξίσωσης Schrödinger μόνο για το μονοηλεκτρονιακό σύστημα Η2+. Στα πολυηλεκτρονιακά συστήματα (μόρια ή ιόντα) θα πρέπει να γίνουν κατάλληλες προσεγγίσεις. Από τις διάφορες προσεγγιστικές μεθόδους ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η μέθοδος γραμμικού συνδυασμού των ατομικών τροχιακών (Linear Combination of Atomic Orbitals, LCAO).
slide7
Δεσμικό μοριακό τροχιακό (bonding molecular orbital, BMO) είναι το μοριακό τροχιακό που συγκεντρώνει τη μέγιστη ηλεκτρονιακή πυκνότητα ανάμεσα στους πυρήνες των συνδεόμενων ατόμων, μειώνοντας έτσι την ενεργειακή στάθμη του συστήματος.
  • Αντιδεσμικό μοριακό τροχιακό (antibonding molecular orbital, AMO) είναι το μοριακό τροχιακό στο οποίο αντιστοιχεί ελάχιστη ηλεκτρονιακή πυκνότητα ανάμεσα στους πυρήνες του ατόμου, οπότε προκύπτει αποσταθεροποίηση του μορίου (αύξηση της ενεργειακής στάθμης του συστήματος).
slide9
ΣΧΗΜΑ 9.5 Σχηματική παρουσίαση του σ μοριακού δεσμού (κάτω) και σ* μοριακού δεσμού (πάνω).
slide12
Μοριακό ιόν Η2+

Η ηλεκτρονιακή δομή του Η2+ είναι: (σ1s)1

slide13
Μόριο Η2

η ηλεκτρονιακή δομή του Η2 είναι: (σ1s)2

slide14
Μοριακό ιόν He2+

Η ηλεκτρονιακή δομή του He2+ είναι: (σ1s)2(σ*1s)1 και

η τάξη του δεσμού: ΒΟ = (2-1) /2 = 1/2

slide15
Μοριακό ιόν He2

Η ηλεκτρονιακή δομή του He2 είναι: (σ1s)2(σ*1s)2 και

η τάξη του δεσμού: ΒΟ = (2-2) /2 = 0

slide16
ΜΟΡΙΑΚΑ ΤΡΟΧΙΑΚΑ ΓΙΑ ΟΜΟΙΟΠΥΡΗΝΙΚΑ ΔΙΑΤΟΜΙΚΑ ΜΟΡΙΑ (Ή ΙΟΝΤΑ) ΤΗΣ 2ΗΣ ΠΕΡΙΟΔΟΥΤΟΥ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΥ ΠΙΝΑΚΑ
9 15 2 p
ΣΧΗΜΑ 9.15 Σχηματισμός μοριακών τροχιακών από τον συνδυασμό των 2pατομικών τροχιακών για ομοιοπυρηνικάδιατομικά μόρια.
slide18

σ μοριακά τροχιακά τα οποία προκύπτουν με επικάλυψη ατομικών τροχιακών κατά τον άξονα που συνδέει τα κέντρα των δύο πυρήνων, π.χ. s+s, s+p, s+d, pz+pz, dz2+dz2

slide19

π μοριακάτροχιακά τα οποία προκύπτουν με πλευρική (παράλληλη) επικάλυψη ατομικών τροχιακών, π.χ. py+py, px+px, px+dxz, dyz+dyz.

slide20

συμμετρικά ή άρτια μοριακά τροχιακά (gerade, g)στα οποία η κυματοσυνάρτηση δεν αλλάζει πρόσημο κατά την αναστροφή ως προς το κέντρο του μορίου.

ασύμμετρα ή περιττά μοριακά τροχιακά (ungerade, u) στα οποία η κυματοσυνάρτηση αλλάζει πρόσημο κατά την αναστροφή ως προς το κέντρο του μορίου.

9 19 g u
ΣΧΗΜΑ 9.19 Σχηματική παρουσίαση συμμετρικών (g) και ασύμμετρων (u) μοριακών τροχιακών.
slide22

ΣΧΗΜΑ 9.21 Μεταβολή της ενέργειας των ατομικών τροχιακών 2s και 2p κατά μήκος της 2ας περιόδου του περιοδικού πίνακα, λόγω μεταβολήςτου δραστικού πυρηνικού φορτίου.

2 s 2 p
Για ομοιοπυρηνικά διατομικά μόρια, όταν η διαφορά ενέργειας ανάμεσα στα 2s και 2p είναι μεγάλη
2 s 2 p1
όταν η διαφορά ενέργειας μεταξύ των 2s και 2p ατομικών τροχιακών είναι μικρή
2 s 2 p2
Διάγραμμα μοριακών τροχιακών για ομοιοπυρηνικά διατομικά μόρια, όταν η διαφορά ενέργειας μεταξύτων 2s και 2p είναι μεγάλη.
2 s 2 p3
Διάγραμμα μοριακών τροχιακών για ομοιοπυρηνικά διατομικά μόρια, όταν η διαφορά ενέργειας μεταξύτων 2s και 2p είναι μικρή
be 2 1 s 2 1 s 2 2 s 2 2 s 2
Μόριο βηρυλλίου (Be2):(σ1s)2(σ*1s)2(σ2s)2(σ*2s)2
b 2 1 s 2 1 s 2 2 s 2 2 s 2 2 p 1 2 py 1
Μόριο βορίου (B2): (σ1s)2(σ*1s)2(σ2s)2(σ*2s)2(π2pχ)1(π2py)1
slide31
Αλλοτροπικές μορφές του άνθρακα: α. γραφίτης, β.διαμάντι, γ. φουλλερένιο.
2 1 s 2 1 s 2 2 s 2 2 s 2 2 pz 2 2 p 2 2 py 2 2 p 1 2 py 1
Ο2: (σ1s)2(σ*1s)2(σ2s)2(σ*2s)2(σ2pz)2 (π2pχ)2(π2py)2(π*2pχ)1(π*2py)1
slide35
ΕΤΕΡΟΠΥΡΗΝΙΚΑ ΔΙΑΤΟΜΙΚΑ ΜΟΡΙΑ (Ή ΙΟΝΤΑ)- ΠΟΛΙΚΟΙ ΔΕΣΜΟΙ

Τα μοριακά τροχιακά που έχουν τη μέγιστη σημασία για την ερμηνεία της χημικής δράσης των μορίων είναι:

  • 1.      το υψηλότερο ενεργειακά κατειλημμένο μοριακό τροχιακό (highest occupied molecular orbital, HOMO)
  • 2.      το χαμηλότερο ενεργειακά μη κατειλημμένο μοριακό τροχιακό (lowest unoccupied molecular orbital, LUMO)

Τα παραπάνω τροχιακά είναι γνωστά ως συνοριακά τροχιακά (frontier orbitals).

slide36
Το πιο ηλεκτραρνητικό στοιχείο (με ατομικά τροχιακά χαμηλότερης ενεργειακής στάθμης) συνεισφέρει περισσότερο στο δεσμικό μοριακό τροχιακό.

Το λιγότερο ηλεκτραρνητικό στοιχείο (με ατομικά τροχιακά υψηλότερης ενεργειακής στάθμης) συνεισφέρει περισσότερο στο αντιδεσμικό μοριακό τροχιακό

9 49 lif
ΣΧΗΜΑ 9.49 Ενεργειακό διάγραμμα μοριακών τροχιακών για την ιοντική ένωση LiF.