Электронные конфигурации молекул

Образование химической связи можно записать через электронные конфигурации атомов и молекул. Электронные конфигурации молекул записываются через обозначения МО. Например, образование химической связи в двухатомной молекуле лития может быть представлено через электронные конфигурации атомов и молекулы лития:

2 Li [1s² 2s¹] ® Li₂ [(σ 1s ) ² (σ* 1s) ² (σ 2s) ²].

Так как энергии σ 1s и σ* 1s взаимно компенсируют друг друга, то они не участвуют в образовании химической связи и называются внутренними несвязывающими МО, поэтому в сокращенной записи могут либо не записываться, либо иметь условное обозначение, например К. Соответственно сокращенная электронная конфигурация молекулы Li₂ имеет формулу Li₂ [К₁ (σ 2s) ² ] , молекулы Na₂ – Na₂ [К₂ (σ 3s) ² ] , молекулы Br₂ – Br₂ [К₁ (σ 2s ) ² (σ* 2s) ² (π 2p_У) ²], молекулы N₂ – N ₂ [К₁ (σ 2s ) ² (σ* 2s) ² (π 2p_У) ² (π 2p_Z) ² (σ 2p_X) ² ] .

Образование химической связи в молекуле водорода можно представить электронными конфигурациями:

2 Н [1s¹] ® Н₂ [(σ 1s ) ²].

В соответствии с энергетической диаграммой (рис. 4.14) при образовании связи два 1s- электрона окажутся на σ 1s-молекулярной орбитали, а σ* 1s-орбиталь будет незаполненной. Соответствующий порядок связи равен . Молекулярный водород диамагнитен.

Рис. 4.13. Энергетическая диаграмма АО атомов водорода и МО молекул водорода.

При взаимодействии атома и положительно заряженного иона водорода образуется молекулярный ион Н₂⁺: Н [1s¹] + Н⁺ [1s⁰] ® Н₂⁺ [(σ 1s)¹]. Порядок связи МО равен , длина связи у молекулы Н₂ меньше, а энергия связи больше, чем у молекулярного иона Н₂⁺ .

Метод МО указывает на возможность образования отрицательно заряженного молекулярного иона Н₂^–: Н [1s¹] + Н^– [1s ²] ® Н₂^– [(σ 1s ) ² (σ* 1s ) ¹].

Методы ВС и МО не исключают, а взаимно дополняют друг друга. Метод ВС позволяет объяснить химические связи и свойства многих соединений. Метод МО обеспечивает общий подход ко всем типам химических соединений.