분자 궤도

분자 궤도의 형성은 파동 역학에 의해 설명된다. Schrodinger wave 방정식 및 원자 궤도의 선형 조합은 결합 및 안티 본딩 분자 궤도의 계산을위한 솔루션을 제공합니다. 이 분자 궤도 연구 재료는 결합 및 안티본 딩 분자 궤도의 형성 및 이들의 형성에 필요한 필요한 조건을 설명한다. 그것은 조합 후 이들 궤도의 에너지 수준 조합 및 안정성에 의존한다. 고려해야 할 주요 사항은 분자의 형성으로 이어지고 그 특성을 정의하는 궤도의 안정성입니다. 그것은 심지어 전자 구성에 의존하는 화합물의 자기 특성을 설명합니다.

분자 궤도 이론 개요

R.S. Mulliken과 F. Hund는이 이론에 원자 궤도가 분자를 형성하는 방법을 설명하는 몇 가지 기본 특징을 제공했습니다. 이로 인해 분자 형성의 기초가 생겼으며 분자 특성과 행동에 대한 깊은 통찰력을 제공했습니다. 이러한 기능에는

• 분자 궤도의 형성을 위해, 비슷한 에너지와 적합한 지오메트리의 둘 이상의 원자 궤도가 참여할 수 있습니다.
• 원자 궤도에서, 전자는 하나의 핵에 의해 영향을받는 반면, 분자 궤도에서는 전자가 모든 결합 된 원자의 핵에 의해 영향을 받는다.
• 분자 궤도에서, 모든 원자의 전자는 서로 반발력을 발휘합니다.
• 분자 궤도는 원자 궤도와 유사하게 표현 될 수있다.
• 결합 원자의 수는 형성된 분자 궤도의 수와 같습니다. 이 분자 궤도는 결합 및 안티본 궤도로 동일하게 분할됩니다.
• 결합 분자 궤도는 전자 사이의 반발이 적기 때문에 매우 안정적입니다. 

Schrodinger의 방정식과 원자 궤도의 선형 조합

분자를 형성하기 위해 하나 이상의 전자의 조합은 단일 전자 기능 만 표현할 수 있기 때문에 Schrodinger Wave 방정식에 의해 설명 될 수 없었다. 이것을 극복하기 위해, 원자 궤도 (LCAO) 모델의 선형 조합이 제안되었다. 모든 원자 궤도에 대한 Schrodinger Wave 방정식이 제공하는 전자파 함수를 고려합니다.

• 기본 원자는 접지 상태에 1 개의 전자가있는 수소입니다. LCAO의베이스는 두 개의 수소 원자의 조합을 고려합니다.
• 하나의 원자와 관련된 파동 함수는 ψ (a)가되고 다른 원자와는 다른 것과 ψ (b)입니다.
• LCAO를 적용하면 두 개의 원자 궤도의 파동 함수에 기초한 방정식을 제공합니다.
• ψ (final) =ψ (a) ± ψ (b)
• 이것으로, 우리는 전자의 조합과 결합을 나타내는 두 가지 값을 얻습니다.
  • σ =ψ (a) + ψ (b)는 결합 분자 궤도를 나타냅니다.
  • σ =ψ (a)-ψ (b)는 항 결합 분자 궤도를 나타냅니다.

결합 분자 궤도는 항체 분자 궤도와 비교하여 반발이 적기 때문에 분자에서 안정적인 에너지 상태를 제공한다.

조건

분자 궤도의 형성은 원자 궤도의 조합을 포함한다. 이것은 원자 궤도의 선형 조합에 의해 제공되지만 원자 궤도를 결합하면 일부 기준을 유지해야합니다. 이것은 결합 분자 궤도 및 항 바이 본딩 분자 궤도의 형성에 필요하다. 필요한 조건은

• 결합 원자 궤도는 안정적인 분자 궤도가 형성 될 수 있도록 비슷한 에너지 수준을 가져야한다. 그것은 3s 궤도가 4S, 5S 등과 같은 더 높은 에너지 레벨이 아닌 다른 원자의 3S와 같은 비슷한 에너지 수준과 결합 할 수 있음을 의미합니다.
• 다른 중요한 기준은 대칭입니다. 분자 궤도는 대칭이어야합니다. 예를 들어, 2PZ는 동일한 에너지를 가지고 있어도 2PP 또는 2PX와 2PZ와 결합 할 수 있습니다.
• 이 두 가지 기준이 충족 된 후, 원자 궤도는 강한 분자 궤도 결합의 형성을 보장하기 위해 최대 겹치는 것을해야합니다.

분자 궤도에서 에너지 수준의 충전

분자 궤도의 에너지 수준은 분광법을 포함하는 다양한 실험을 사용하여 발견됩니다. 에너지 수준이 분자에 채워지는 두 가지 다른 방법이 있음이 관찰되었습니다. 그것은 결합 분자 궤도 및 항 바이 본딩 분자 궤도를 포함한다.

분자 궤도에서 오름차순 에너지 순서는

• F 및 O와 같은 분자의 경우 σ1s <σ <σ2s <σ <σ <σ <σ2pz <(π2px =π2py) <(π * 2px =π * 2py) <σ * 2pz
입니다
• C, BE 등을 포함한 다른 분자의 경우 σ1S <σ <σ <σ2S <σ * 2S <(π2px =π2py) <σ2pz <(π * 2px =π * 2py) <σ * 2pz

이 에너지 방정식은 각각의 궤도가 최대 2 개의 전자를 취할 수 있으므로 각각의 분자 궤도에서 전자를 채우는 데 도움이됩니다. 이것은 분자 궤도 연구 자료에서 찾을 수 있습니다.

분자 궤도 이론에 의해 결정된 요인

결합 및 안티 본딩 분자 궤도는 분자의 전자 구성을 결정하기 때문에 매우 유익합니다. 그들은 분자의 안정성, 자기 특성 등에 대한 세부 사항을 제공합니다.

• 안정성 :더 많은 전자가 안티 본드 궤도보다 결합 궤도를 차지하면 분자는 안정적입니다.
• 결합 순서 :결합에서 전자의 차이의 절반과 동일합니다.
• 결합의 특성 :분자 결합의 강도를 결정합니다. 채권 명령에 반비례합니다.
• 자기 특성 :모든 분자 궤도에 2 개의 전자가 있다면 분자는 디아마그네틱하거나 그렇지 않으면 상자성입니다.

결론

분자 궤도 연구 자료는 분자 형성, 형성에 필요한 조건, 성질, 에너지 수준의 충전 및 분자 궤도에 의해 결정된 요인에 대한 간략한 설명을 제공합니다. 따라서, 에너지 레벨을 채우기 전에 모든 기준을 고려해야한다. 예를 들어 자기장 또는 전기장에서 특정 조건에서 분자의 거동을 결정하기 때문이다. 결합 궤도 및 안티 본딩 궤도는 분자의 최종 특성을 결정한다. 그들은 화학 반응 동안 분자의 상호 작용에 책임이 있습니다.