молекулярні орбіталі

Раніше було розказано про те, що електрони в атомах знаходяться на орбіталях. Ці орбіталі мають характерну форму, яка визначається допоміжним (орбітальним) квантовим числом.

Електрони в ковалентних сполуках знаходяться на молекулярних орбіталях.

На кожній молекулярної орбіталі може знаходитися один або два електрони з протилежними спинами. Існують молекулярні орбіталі трьох типів: що зв'язують, несвязивающіе і розпушують (антісвязивающіе) орбіталі.

Зв'язують орбіталі. Такі орбіталі зображені за допомогою точок і хрестиків на рис. 2.3. Вони утворюються в результаті перекривання (накладення) атомних орбіта-лей двох сусідніх атомів. У свою чергу зв'язують орбіталі поділяються на о (сигма) орбіталі і п (пі) орбіталі, відповідні а- і я-зв'язків. Освіта о-зв'язку відбувається в результаті лобового перекривання між атомних орбіталей-ми наступних типів:

двох s-орбіталей (рис. 2.4, а);

двох р-орбіталей, орієнтованих уздовж однієї прямої (рис. 2Л, а);

однієї s-орбіталі і однієї р-орбіталі, орієнтованої в сторону s-орбіталі (не показано на рис. 2.4).

Освіта тс-зв'язку відбувається в результаті бічного (подвійного) перекривання р-орбіталей двох атомів (рис. 2.4,6). Такий зв'язок виникає тільки в тому випадку, якщо два атома вже пов'язані між собою ст-зв'язком. Наприклад, потрійний зв'язок у молекулі N2 складається з однієї ст-зв'язку і двох я-зв'язків.

Несвязивающіе орбіталі. Стійкий октет електронів у зовнішній оболонці атома кисню легко досягається шляхом усуспільнення двох з шести зовнішніх електронів кисню з іншими атомами (рис. 2.5). При цьому інші чотири електрона не беруть участі в утворенні зв'язків. Ці чотири електрона складають дві неподіленого (тобто необобществленние) пари.

Кожен атом в молекулі азоту теж має неподеленную пару електронів. всього у

нього є п'ять електронів у зовнішній оболонці. Два з цих п'яти електронів утворюють неподеленную пару на несвязивающей орбіталі. Решта три електрона беруть участь в утворенні потрійного зв'язку (рис. 2.5) і знаходяться на пов'язують орбиталях.

Розпушуючі орбіталі. Кожна зв'язує а- або я-орбіталь складається з двох перекриваються атомних орбіталей. Електрони на таких орбіталях пов'язують атоми в молекулу. Але електрони можуть знаходитися і на інших орбиталях, де вони сприяють роз'єднанню молекули. Подібні орбіталі називаються розпушують (електрони на них «розпушують» хімічний зв'язок в молекулі). Для позначення розпушуючих орбіталей використовується зірочка, наприклад розпушуються ст-орбіталь позначається а *. Розпушуються орбіталь має більш високу енергію, ніж відповідна (однотипна з нею) зв'язує орбіталь (рис. 2.6). Тому на розпушуючих орбиталях можуть перебувати тільки збуджені електрони. А так як зв'язують електрони в молекулах зазвичай знаходяться в основному (не збудженому) стані, розпушують орбіталі заселяються електронами в останню чергу.