Порядок орбиталей по энергиям

Все уровня атома лития расположены ниже соответствующих уровней атома водорода, причем сдвиг их тем меньше, чем больше угловые моменты соответствующих орбита-лей, т. е. 5-уровень сдвигается сильнее р-уровня, р-уровень — сильнее -уровня и т. д. Энергии орбиталей уменьшаются с возрастанием Z. Понижение энергии орбитали уменьшается с ростом главного квантового числа п. Расщепление уровней с данным п возникает из-за межэлектронного отталкивания. В пределе при 2->оо орбитали внутренних электронов с данным п снова становятся вырожденными по I, так как межэлектронное взаимодействие становится незначительным по сравнению с электронно-ядерным взаимодействием. Для атома водорода 3 /-орби-таль лежит ниже 4 , в то же время для 7<2<21 орбитали 5с1 и 45 имеют обратный порядок по энергии. Для 2 21 З -орбиталь вновь лежит ниже 45-орбитали. Аналогичные изменения порядка орбита-лей можно проследить и для других уровней. Результаты исследования атомных спектров и точных расчетов энергетических уровней многоэлектронного атома позволяют представить следующую схему расположения энергетических уровней многоэлектронного атома [c.65]

Электронное строение гомоядерных двухатомных молекул определяется путем мысленного процесса заполнения валентными электронами молекулярных орбиталей, начиная от а, и кончая а , в порядке возрастания энергии. Таким образом, можно установить, например, что молекула Ы2 имеет электронную конфигурацию КК(а ) (одна а-связь), а молекула N2 имеет конфигурацию КК (а,) (ст ) (Лд. у) (а,) с тремя эффективными связями (одна ст-связь и две л-связи). Эффективное число связывающих электронов, деленное на 2, дает условный порядок связи. Например, у молекулы Ы2 порядок связи 1, а N3 имеет порядок связи 3. По мере возрастания порядка связи в заданной гомоядерной двухатомной системе длина связи уменьщается, а энергия связи увеличивается. [c.544]

Как видно из табл. 6, по мере заполнения связывающих молекулярных орбиталей (в ряду Вг—С2—N2) прочность связи повышается увеличивается ее порядок, уменьшается длина и возрастает энергия. При переходе от азота N2 к кислороду О2 и далее к фтору Е2 по мере заполнения разрыхляющих молекулярных орбиталей прочность связи понижается уменьшаются порядок и энергия, возрастает длина связи. Молекулы неона Ыбг и бериллия Вег вообще не существуют, так как для них число электронов на связывающих и разрыхляющих орбиталях оказалось бы равным. Многоатомные [c.69]

Энергия. Система МО молекулы Н2 используется для построения электронных конфигураций двухатомных гомонуклеарных молекул. Заполнение молекулярных орбиталей происходит в соответствии с принципом наименьшей энергии и принципом Паули, по два электрона размещаются на а- и по четыре на вырожденных я- и 8-орбиталях. Порядок, в котором возрастают энергии МО, устанавливается при исследовании молекулярных спектров и другими экспериментальными методами, а также при помощи квантовомеханических расчетов. Для гомонуклеарных молекул, более тяжелых, чем N3, установлена последовательность орбиталей по энергии [c.74]

Как видно из табл. 6, по мере заполнения связывающих молекулярных орбиталей (в ряду Вд—С2—N3) прочность связи повышается увеличивается ее порядок, уменьшается длина и возрастает энергия. При переходе от азота N2 к кислороду О2 и далее к фтору Р2 по мере заполнения разрыхляющих молекулярных орбиталей прочность связи понижается уменьшаются порядок и энергия, возрастает длина связи. Молекулы неона Кез и бериллия Вез вообще не существуют, так как для них число электронов на связывающих и разрыхляющих орбиталях оказалось бы равным. Многоатомные частицы, имеющие одинаковое расположение электронов в молекулярных орбиталях, называют изоэлектронными. Среди приведен- [c.86]

Однако известны случаи, когда этот порядок несколько меняется. Например, иногда З -орбиталь лежит ниже 45-орбитали. На рис. 6-9 показана диаграмма, иллюстрирующая порядок орбитальных энергий. [c.258]

Порядок возрастания энергии различных орбиталей. [c.258]

Наконец, возвращаясь к атому водорода, отметим, что большое значение имеет порядок возрастания энергии этих орбиталей. Как уже было отмечено, эта энергия с высокой точностью Предсказывается уравнением (2.2.1). Нет существенного различия в энергиях для орбиталей атома водорода с одним и тем же п, даже если юяи различаются значениями / и гпи Это можно понять [c.50]

Найдено, что в пределах одного энергетического уровня (при данном значении п) энергия подуровней в зависимости от I увеличивается в ряду 5 < р < с С /. Для высоких энергетических уровней различия в энергии подуровней достаточно велики, так что один уровень может проникать в другой, например, б5 < 5 4/ < 6р. Поскольку энергия атомных орбиталей зависит от порядкового номера элемента и для различных орбиталей вклад взаимодействия ядро — электрон различен, кажется, что единой последовательности энергетических подуровней быть не может [17—19]. Однако это не так вот подходящий ко всем элементам порядок увеличения энергии подуровней (принцип минимума энергии) [c.34]

Решение. Порядок связи в молекуле будут определять молекулярные орбитали, образованные внешними атомными орбиталями двух атомов азота. (Вклад внутренних молекулярных орбиталей в энергию связи практически равен нулю.) Электроны располагаются на образованных молекулярных орбиталях согласно энергетической последовательности орбиталей. При этом выполняется принцип Паули и правило Хунда [c.33]

Как уже указывалось ранее (разд. 1.2),-трехмерно делокализованные связи координационной системы лучше всего осуществляются при участии d- или /-орбиталей ц. а. Рассмотрим для примера координационную систему, образованную центральным атомом — переходным металлом группы железа (Зй-группы). Его внешние орбитали Ы, 4s и 4р расположены сравнительно недалеко друг от друга и в валентном (в данном случае положительно заряженном) состоянии образуют следующий порядок расположения энергии уровней Е (3d) < Е (4s) < Е (4р). [c.132]

После заполнения всех Зр-орбиталей порядок заполнения следую-Щ.ИХ орбиталей усложняется. Казалось бы резонно ожидать, что вслед за этим будет заполняться Зс(-орбнталь. Однако на самом деле сначала заполняется 45-орбиталь, так как ее уровень энергии оказывается ниже, чем уровень энергии Зо -орбитали. [c.42]

Следующий вопрос — это величина энергии МО и факторы, определяющие ее величину (ср. табл. 2.1). На самом деле, сколько-нибудь общее обсуждение этих вопросов очень сложно, и, поскольку оно не понадобится в следующих главах, достаточно ограничиться следующими замечаниями. Во-первых, энергии МО могут быть определены обычно только экспериментальными методами точно так же, как атомные спектры (и ионизационные потенциалы) могут дать данные об энергетических уровнях электронов в атомах, при анализе молекулярных спектров могут быть получены аналогичные данные для молекул. Во-вторых, следует ожидать, что порядок величины энергий для гомоядерных молекул будет отличаться от соответствующих величин для гетероядерных молекул, поскольку соответствующие АО неодинаковых атомов имеют разные энергии, как отмечалось в гл. 2. В-третьих, МО молекул последнего типа пе будут иметь той симметрии, которая должна быть характерной для гомоядерных молекул, поскольку орбитали будут поляризованы таким образом, что будет больше вероятность обнаружения электронного заряда у атома большей электроотрицательности, и у этого атома будет больше плотность электронов (ср. рис. 3.4, в с рис. 3.4, а и б). В-четвертых, трудности определения величины энергии значительно усугубляются за счет влияния эффекта гибридизации орбиталей. [c.49]

По характеру распределения электронов 1то молекулярным орбиталям можно оценить энергию, длину и порядок связи (табл. 8). Нахождение электрона на связывающей орбитали обусловливает сокращение межъядерного расстояния и упрочнение молекулы. Наоборот, нахождение электрона на разрыхляющей орбитали приводит к уменьшению связывания и увеличению межъядерного расстояния (длины связи). [c.47]

На молекулярной орбитали какого типа находится неспаренный электрон в ионе НР Локализована ли эта орбиталь на атоме Р либо Н Какова молекулярно-орбитальная электронная конфигурация иона НР Чему равен порядок связи в ионе НР В ионе НР Где больше энергия связи, в НГ или НГ Является ли парамагнитным двухатомный ион НГ [c.548]

На самом деле, порядок заполнения орбиталей обусловлен не отношением их энергий, а требованием минимума полной энергии атома, которая, как отмечалось выше, отлична от суммы одноэлектронных энергий. Более того, сами энергии орбиталей зависят от выбора конфигураций, т. е. от порядка их заполнения. [c.103]

Порядок заполнения молекулярных орбиталей определяется запретом Паули и энергетическими соображениями. Сначала заполняются молекулярные орбитали с более низким уровнем энергии, причем на каждой молекулярной орбитали может находиться не более двух электронов с разными спинами. Кроме того, нужно, учесть, что для каждого вида связи, например для Оа -связи, [c.31]

Энергия, длина и порядок связи. По характеру распределения электронов по молекулярным орбиталям можно оценить энергию, длину и порядок связи. Напомним, что нахождение электрона на связывающей орбитали означает, что электронная плотность концентрируется между ядрами, что обусловливает сокращение межъядерного расстояния и упрочнение молекулы. Наоборот, электрон на разрыхляющей орбитали означает, что электронная плотность концентрируется за ядрами. В этом случае, следовательно, энергия связывания снижается, а межъядерное расстояние увеличивается, как это показано ниже. [c.87]

Система электрон-Ь вакантная орбиталь (1-1-0) (схе- до до МО ма 4.5). В этой системе на связывающей МО располагается всего лишь один электрон. Порядок образующейся Схема 4.5.. ковалентной связи при этом равен 0,5 и, соответственно, ковалентность каждого атома равна 0,5. Так образуется молекулярный ион водорода Н . Схематично такая связь обозначается штрих-чертой Н---Н. Штриховая линия отражает то, что данная связь слабее одинарной ковалентной связи. Энергии связей, образующихся в результате (И-О)-взаимодействия, почти в 2 раза меньше, чем в предыдущем случае — взаимодействия (1-1-1). [c.119]

Покажем на примере расчета молекулы бутадиена, как при помощи метода ЛКАО—МО вычисляются основные параметры молекулы энергия делокализации, распределение зарядов, порядок связей, индекс свободной валентности. У бутадиена возможно перекрывание четырех орбиталей 2р -электронов, которые совместно образуют я-электронное облако молекулы. Исходная волновая функция бутадиена имеет вид [c.52]

Порядок Связи в теории молекулярных орбиталей определяется как число электронных пар, заселяющих связывающие молекулярные орбитали, за вычетом числа электронных пар, заселяющих разрыхляющие молекулярные орбитали. Порядки связей, приводимые в табл. П 1.3, находятся в согласии с данными по энергии диссоциации. [c.187]

Чтобы применить полученные результаты для обсуждения электронного строения двухатомных молекул, нужно знать относительные энергии всех молекулярных орбиталей. Порядок устойчивости отдельных орбиталей можно установить экспериментально по молекулярным спектрам в УФ-области. Теоретически удается воспроизвести такую картину, если учесть взаимодействия различных атомных орбиталей, имеющих одинаковую симметрию. Так, например, если разность энергий между 25- и 2р-состояниями невелика, то при построении молекулярной (т-орбитали их необходимо учитывать совместно. В результате возникнут МО, не имеющие чистого 5- или р-характера, с некоторыми гибридными функциями, аналогичными тем, которые были введены в методе ВС. Не вдаваясь в дальнейшие подробности, перейдем непосредственно к окончательному виду энергетической диаграммы. На рис. П1.22 слева и справа находятся атомные уровни, которые при взаимодействии дают систему молекулярных уровней, изображен- [c.188]

Указанная последовательность определяет порядок заполнения молекулярных орбиталей, а именно, при образовании молекулы электроны располагаются на орбиталях с наиболее низкой энергией. [c.111]

По сравнению с электронной структурой молекулы азота в молекуле кислорода появляются еще два электрона, которые размещаются на разрыхляющих п -орбиталях (рис. 30). Эти электроны, согласно правилу Гунда, размещаются на двух разрыхляющих орбиталях с одинаковой энергией. Поэтому в молекуле оказывается два неспаренных электрона, что обусловливает ее парамагнитные свойства. В целом же порядок связи в молекуле кислорода равен двум, т. е. [c.60]

О2 также имеется два неспаренных электрона, которые располагаются на 1с-молекулярных орбиталях. Именно наличием этих неспаренных электронов объясняются парамагнитные свойства молекул Вг и Ог-Метод МО позволяет объяснить упрочнение связи при образовании некоторых ионов. Например, при образовании молекулярного иона Ог и молекулы О2 длина связи уменьшается от 0,121 до О,П2 нм, а энергия связи увеличивается от 494 до 629 кДж/моль. Упрочнение связи обусловлено удалением электрона с разрыхляющей тс -орбитали и соответственно увеличением порядка связи с 2 до 2,5. Энергия связи в молекулярном ноне Рг (318 кДж/моль) значительно больше энергии связи в молекуле Рг (159 кДж/моль). Возрастание энергии связи объясняется удалением электрона с разрыхляющей а1 -орбитали, что увеличивает порядок связи с 1 до 1,5. [c.62]

Два электрона в молекуле На занимают одну связывающую молекулярную орбиталь, образующуюся из ls-атомных орбиталей. Наличие двух электронов на одной молекулярной орбитали отражено в записи H2[(Os1s)2] верхним индексом. Молекула Нг стабильна, так как оба ее электрона занимают только связывающую о -орбиталь, энергия которой меньше энергии орбиталей отдельных атомов, порядок связи равен 1. [c.58]

Тот факт, что -орбитали лежат так низко, не должен вызывать беспокойства. Для цинка это орбитали внутренней оболочки, и они значительно более устойчивы, чем орбитали валентной оболочки. Больше беспокоит то, что не установлен порядок орбиталей в пределах -оболочки для простого кристаллического поля. Фактически все -орбитали Хп при этом расчете имеют почти одинаковые энергии (на это указывает линия, подчеркивающая фрагмент конфигурации). Аналогичный расчет СиРа также не дает ожидаемого порядка -уровней [25]. Как 2пРа, так и СиРа предсказываются линейнымй в согласии как с экспериментальными данными, так и с предсказанием теории эффекта Яна—Теллера второго порядка. [c.195]

Можно видеть, что низколежаш,ие состояния, возникающие из d— -переходов, неэффективны, поскольку они дают лишь четную переходную плотность. По мере того, как заполняется d-оболочка, плоская форма стабилизируется за счет блокирования переходов из в е или других переходов, скажем Ъ и)(а -)-Очень эффективное блокирование происходит при конфигурации d , поскольку энергия орбитали big значительно выше, чем орбитали а . По этой причине если спин комплексов NiX/ мал, то они будут иметь плоскую квадратную структуру. Однако высокоспиновые комплексы от до будут неустойчивыми при конфигурации Z) поскольку будет доступен переход b g) а и)-Никаких иных прогнозов сделать с большой уверенностью нельзя. Однако если мы рассмотрим другую крайнюю возможность тетраэдрической структуры, мы сменяем получить дополнительное представление о сущности явления. Порядок орбиталей, ожидаемый из теории поля лигандов, будет следующим [c.213]

Так, последний, девятнадцатый электрон в атоме калия может заполнить либо 3 -, либо 45-орбиталь в соответствии с вышеприведенным рядом электрон выбирает 45-орбпталь, что и подтверждается экспериментом. Следует обратить внимание на неопределенность записи 4/ 5 и х Ы. Рис. 2.11 иллюстрирует приведенный выше порядок увеличения энергии подуровней. Позже будет показано, что у одних элементов ниже по энергии оказывается 4/-подуровень, а у других 5с(-подуро-вень, то лее самое наблюдается для 5/- и 6й(-подуровней по- [c.34]

Метод молекулярных орбиталей и особенности используемой в нем волновой функции. Связывающие и разрыхляющие молекулярные орбитали. Их заполнение электронами, порядок и энергия связей. Связи в двухатомных го-моядерных молекулах. [c.145]

Расчеты молекулярных характеристик в методе МОХ. В методе МОХ устанавливают корреляции (соответствия) между характеристиками МО и свойствами молекул. Аналогично тому как это сделано для бензола, рассчитывают порядок связи и по корреляционному графику (см. рис. 48) определяют ее длину. Метод МОХ используется и для расчета энергии делокализации. Для бензола Ео = 2р (см. с. 117). Сравнив энергию реакции гидрирования бензола gHe (—209 кДж/моль) и трех молекул циклогексена gHio (—120 кДж/моль), находим Ео =2 =—151 кДж/моль. Полученная величина является не истинным, а эффективным значением р. Эту величину можно использовать, в свою очередь, для расчета энергии делокализации в производных бензола (табл. 11). Установлены корреляции между энергиями орбиталей по методу МОХ и спектрами. (Здесь эффективный параметр р имеет уже другое значение.) Они предсказывают в соответствии с опытом смещение полос в сторону низких частот для ряда бензолтрифенилен-> коронен. [c.119]

Что такое молекулярная орбиталь Как устанавливают форму и 1Нергию молекулярных орбиталей и их число По каким признакам различают молекулярную орбиталь а) связывающую и разрыхляющую б) о- и л-типа По каким правилам составляют электронную конфигурацию молекулы Как электронная конфигурация молекулы влияет на порядок связи, ее энергию и длину Почему вещества бывают парамагнитными и диамагнитными [c.44]

Таким образом,. химическая связь в молекуле БеИз осуществляется на счет двух электронных пар в трехцентровых о,- и сг,-орбиталях. Каждая из днух электронных пар в равной степени принадлежит обоим атомам водорода. Поэтому можно считать порядок связи Ве—И равным 1 и строение этой молекулы ныра-зить структурной формулой Н—Ве—Н, которая показывает, что связи Ве—Н равноценны имеют одинаковую энергию и длину. [c.57]

Степень понижения энергии для новой связывающей орбитали зависит от разности ( 1— 2) и от величины р, чем меньше разность ( 1— 2) и чем больше величина р, тем меньше будет энергия. Эти величины могут быть определены эмпирическим путем. Энергии 1 и 2 обычно находят по данным ионизационных потенциалов, а величину р даже более произвольно, обычно их подбирают та кими, чтобы воспроизводилась некоторая измеримая величина. По этой причине значение энергии (даже порядок величины) различных уровней молекулярных орбиталей данного комплекса точно не известен. Однако, конечно, связывающие орбитали лежат ниже несвязывающих, которые в свою очередь лежат ниже разрыхляющих. Возможный порядок уровней представлен на рис. 7-5 для гипотетического правильного октаэдрического ком плекса. [c.268]

Чтобы понять природу водородной связи, следует вспомнить, что протон, имеющий свободную 15-орбиталь, может взаимодействовать по донорно-акцепторному механизму с неподеленной парой электронов с образованием ковалентной связи. Атом водорода, связанный с электроотрицательным атомом, в силу оттягивания электронного облака а-связи его партнером можно рассматривать как частично лишенный своего электрона, т. е. частично ионизированный. В результате этого и возникает некоторое не столь сильное, как в случае свободного протона, но все же вполне ощутимое взаимодействие связанного с электроотрицательным элементом протона с неподеленной парой электронов второго атома. Энергия водородной связи для разных соединений имеет порядок величины 0,1—0,35 эВ и, как правило, заметно превышает энергию ван-дер-ваальсовых взаимодействий. Важнейшим представителем молекул, способных к образованию водородных связей, являются молекулы воды. Фактически в воде не существует свободных молекул Н2О, а имеются ассоциаты, образованные несколькими молекулами, например [c.118]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология