Порядок и энергия связи

В методе МО вместо кратности связи вводится понятие порядок связи ω, который равен половине разности числа электронов на связывающих N_св и разрыхляющих N_разр MO.

.

(4.3)

Если число N_св = N_разр, то ω = 0 и молекула не образуется.

В отличие от метода ВС в методе МО допускается, что химическая связь может быть образована не только парой, но и одним электроном и соответственно порядок связи может быть не только целым, но и дробным числом: ω = 1/2; 1; 3/2; 2; 5/2; 3.

Рис. 4.11. Диаграмма энергетических уровней АО атомов и МО двухатомных молекул первого периода.

Энергия связывающих МО ниже энергии разрыхляющих МО (рис. 4.12). Энергия связи возрастает при переходе от комбинаций АО первой оболочки к комбинациям АО второй и других оболочек с более высокими главными квантовыми числами. Энергия МО, образуемых из s-АО, (σ_S) ниже энергии МО, образуемых из p-АО или d-AO (рис. 4.13).

Рис. 4.12.Диаграмма энергетических уровней АО и МО двугомоядерных молекул элементов от начала (до N₂) (а) и до конца (от N₂ до F₂) (б) второго периода.

Однако соотношение уровней энергий σ_X- и π- МО может измениться даже в одном и том же периоде из-за взаимодействия электронов МО, у которых разница энергий не очень велика (рис. 4.13). Например, по возрастанию энергии МО орбитали двухатомных молекул первого периода и начала второго периода (до N₂) можно расположить в следующий ряд (разрыхляющие орбитали обозначаются звездочкой):

σ 1s < σ* 1s <σ 2s < σ* 2s < π 2р_У = π 2р_Z < σ 2p_X < π* 2р_У = π* 2p_Z < σ* 2p_X.

Молекулярные орбитали двухатомных молекул конца второго периода по возрастанию энергии располагаются в несколько иной ряд:

σ 1s < σ* 1s <σ 2s < σ* 2s < σ 2р_X < π 2р_У = π 2р_Z < π* 2p_У = π* 2p_Z < σ* 2р_X.