Метод молекулярных орбиталей (ммо)

Согласно ММО, молекула состоит из совокупности ядер и электронов, находящихся на видоизмененных МО.

Основные положения ММО:

1. Каждый электрон в молекуле находится на определенном энергетическом уровне, характеризующимся соответствующим квантовым числом.

2. Энергетическому уровню отвечает молекулярная орбиталь или полиядерная волновая функция . ² определяет вероятность нахождения электрона в данной области пространства.

3. Общее число образующихся МО равно общему числу взаимодействующих АО.

4. Заполнение электронно-энергетических уровней в молекулах происходит в порядке возрастания энергии.

5. На каждой МО в соответствии с принципом Паули не может быть более двух электронов.

6. МО рассматривается как линейная комбинация атомных орбиталей (ЛКАО).

Рассмотрим, например, образование молекулы АВ. Валентные электроны каждого атома находятся на р-орбиталях.

Если волновую функцию изолированного атома А обозначить через _А, а В – через _В, то согласно методу МО:

_АВ=С₁_АС₂_В

С₁, С₂ – коэффициенты, учитывающие долю участия АО в образовании МО.

Сложение двух АО означает, что два электрона в молекуле большую часть времени проводят между двумя атомами (связывающая МО).

При вычитании АО образуется орбиталь с малой электронной плотностью между атомами. Такая связь дестабилизирует молекулу (разрыхляющая МО). Разрыхляющие МО обычно обозначают звездочкой (^разр. или ^*)

А В (^разр.)

_



А В +

А В (^связ.)

Электроны связывающей и разрыхляющей МО оказывают противоположное влияние не стабильность молекул. Прочность молекулы определяется порядком связей, который эквивалентен кратности связи.

Если Р=0, то число электронов на связывающих орбиталях равно числу электронов на разрыхляющихся орбиталях. Такая молекула неустойчива и распадается на исходные атомы (не существует).

Чтобы из АО образовались МО, необходимо соблюдение следующих условий:

• Близкие значения энергий исходных АО;

• Значительное перекрывание АО;

• Одинаковых симметрия АО относительно оси молекулы (рх – рх, а не рх – рz).

Атомные орбитали могут взаимодействовать друг с другом с образованием МО по  и -типу.

По уровню энергетические молекулярные орбитали двухатомных молекул располагается в следующем порядке.

_s1s_s^1s_s2s_s^*2s_x2p_x_z2p_z=_y2p_y_y^*2p_z=^*_x^*2p_x

Примеры описания молекул по методу молекулярных орбиталей (энергетические диаграммы молекул и молекулярных ионов):

1. Молекула н2

Энергетическая диаграмма показывает изменение атомных орбиталей при образовании молекулы.

Е					*			Каждый атом водорода содержит по одной s-орбитали, которые при взаимодействии обра-зуют две орбитали: -связывающую и -разрыхляющую (s-орбитали участвуют только в образовании -связей). Два элек-трона в молекуле Н2 занимают одну свя-зывающую МО. Порядок связи равен 1.
11s							1s
					
Атом Н		Молекула Н2				Атом Н