Bonding vs Antibonding Orbitals מולקולריים
ניתן להסביר בצורה הטובה ביותר את ההבדל בין אורביטלים מולקולריים מקשרים ואנטי-קושרים באמצעות "תיאוריית המסלול המולקולרי". שני סוגים אלה של אורביטלים מולקולריים נוצרים כאשר נוצרים קשרים כימיים קוולנטיים. ההבדל המשמעותי ביותר בין אורביטלים מולקולריים מקשרים ואנטי-קושרים הוא רמות האנרגיה שלהם בהשוואה לארביטלים האטומיים האביים. הפרש רמות אנרגיה זה מוביל להבדלים אחרים בין שני אורביטלים מולקולריים.
אורביטלים מולקולריים מקשרים ואנטי-קושרים נוצרים על ידי אורביטלים אטומיים משולבים ליניאריים. מושגי המפתח הבאים חשובים מאוד, כדי להבין את ההבדל בין אורביטלים מולקולריים מקשרים ואנטי-קושרים.
עקרון Aufbau – אורביטלים עם האנרגיה הנמוכה ביותר מתמלאים ראשונים.
עקרון אי הכללת פאולי - המספר המרבי של אלקטרונים (עם ספינים מנוגדים) שיכולים לתפוס מסלול הוא שניים.
הכלל של הונד - כאשר ישנם מספר אורביטלים מולקולריים בעלי אנרגיה שווה, האלקטרונים תופסים את האורביטלים המולקולריים בזה אחר זה לפני ששניים תופסים את אותו אורביטל מולקולרי.
מהם אורביטלים מולקולריים מליטה?
אורביטלים מולקולריים מקשרים נוצרים מאורביטלים אטומיים על ידי שילוב בשלבים של אורביטלים אטומיים. זה מגביר את צפיפות האלקטרונים בין אטומים קשורים. האנרגיה שלהם נמוכה מהאורביטלים האטומיים. אלקטרונים מתמלאים תחילה אל האורביטלים המולקולריים המחברים והם מייצבים את המולקולה מכיוון שהם מקשרים פחות אנרגיה מהאלקטרון באטום האב.
דיאגרמת מסלול מולקולרית עבור מימן
מהם אורביטלים מולקולריים נגד קשרים?
אורביטלים מולקולריים נוגדי קשר נוצרים על ידי שילוב מחוץ לפאזה של אורביטלים אטומיים וזה מקטין את צפיפות האלקטרונים בין שני אטומים. באורביטלים מולקולריים נגד קשרים, האנרגיה גבוהה יותר מהאורביטלים האטומיים שיצרו אותם. בשל עובדה זו, כאשר אלקטרונים מתמלאים באורביטלים מולקולריים נוגדי קשרים, זה מערער את הקשר בין שני אטומים.
H2 1sσ מסלול מולקולרי נוגד קשר
מה ההבדל בין אורביטלים מולקולריים מלכדים ואורביטלים מולקולריים נגד קשרים?
Energy:
ENERGYאורביטלים מולקולריים נוגדי קשר > ENERGYאורביטלים מולקולריים מקשרים
• לאורביטלים מולקולריים מקשרים יש אנרגיה נמוכה יותר בהשוואה לארביטל האטומי האב.
• לאורביטלים מולקולריים נוגדי קשר יש אנרגיה גבוהה מזו של אורביטלים אטומיים אב.
• בדרך כלל, אלקטרונים מתמלאים תחילה ברמות אנרגיה נמוכות יותר. לכן, אלקטרונים מתמלאים תחילה לאורביטלים מולקולריים מקשרים ולאחר מכן לאורביטלים מולקולריים נגד קשרים.
יציבות:
• אורביטלים מולקולריים מקשרים יציבים יותר הן מהאורביטלים המולקולריים הנוגדים והן מהאורביטלים האטומיים האב.
• אורביטלים מולקולריים אנטי-קשורים פחות יציבים מהאורביטלים המולקולריים המקשרים וגם מהאורביטלים האטומיים האב.
• הסיבה העיקרית להבדל ביציבות היא ההבדל ברמת האנרגיה. ככל שהאנרגיה גבוהה יותר היא יציבות. נמוך יותר האנרגיה היא יותר היציבות.
זמינות אלקטרונים:
• ההסתברות למצוא אלקטרון גבוהה מאוד בקשירת אורביטלים מולקולריים.
• מציאת אלקטרון באורביטלים מולקולריים נגד קשרים היא מינימום.
תרומה לצורת המולקולה:
• אורביטלים מולקולריים מקשרים תורמים ישירות לצורת המולקולה.
• אורביטלים מולקולריים נגד קשרים אינם תורמים לצורת המולקולה.
