Sự khác biệt chính - Liên kết và Các quỹ đạo phân tử chống liên kết

Lý thuyết quỹ đạo phân tử giải thích liên kết hóa học giữa các nguyên tử trong phân tử. Nó nói rằng hai obitan nguyên tử trùng lặp với nhau để tạo thành một liên kết. Sự chồng chéo này gây ra sự trộn lẫn của hai obitan, tạo thành obitan phân tử. Có hai loại obitan phân tử: obitan phân tử liên kết và obitan phân tử phản liên kết. Các obitan phân tử liên kết được cấu tạo bởi các electron liên kết. Các electron này bắt cặp với nhau tạo thành liên kết cộng hóa trị. Các obitan phân tử chống liên kết nằm ngoài liên kết vì chúng không tham gia vào liên kết. Sự khác biệt chính giữa các obitan phân tử liên kết và phản liên kết là các obitan phân tử liên kết biểu thị hình dạng của phân tử trong khi các obitan phân tử phản liên kết không góp phần xác định hình dạng của phân tử.

Các lĩnh vực chính được bao phủ

1. Liên kết các quỹ đạo phân tử là gì - Định nghĩa, cấu trúc, đóng góp vào liên kết hóa học 2. Quỹ đạo phân tử chống liên kết là gì - Định nghĩa, cấu trúc, đóng góp vào liên kết hóa học 3. Sự khác biệt giữa các quỹ đạo phân tử liên kết và chống liên kết - So sánh các điểm khác biệt chính

Thuật ngữ chính: Quỹ đạo phân tử chống liên kết, Dấu hoa thị, Quỹ đạo nguyên tử, Cặp electron liên kết, Quỹ đạo phân tử liên kết, Lý thuyết quỹ đạo phân tử

Liên kết các quỹ đạo phân tử là gì

Liên kết obitan phân tử là một loại obitan phân tử tham gia vào việc hình thành liên kết hóa học. Các obitan này được hình thành do sự xen phủ của hai obitan nguyên tử của hai nguyên tử khác nhau. Sự chồng chéo này dẫn đến sự trộn lẫn của hai obitan nguyên tử, tạo thành obitan phân tử. Để được trộn lẫn như vậy, hai obitan nguyên tử phải có năng lượng tương đương và đối xứng chính xác.

Mật độ electron của obitan phân tử liên kết cao hơn obitan phản liên kết. Năng lượng của các obitan phân tử liên kết này nhỏ hơn năng lượng của các obitan nguyên tử được trộn với nhau để tạo thành obitan phân tử liên kết. Các obitan phân tử liên kết này ổn định hơn khi mức năng lượng thấp hơn cho thấy độ ổn định cao hơn.

Ngoài ra, các obitan phân tử liên kết góp phần xác định dạng hình học phân tử của một phân tử nhất định. Sự sắp xếp trong không gian của các obitan phân tử liên kết này biểu thị hình dạng của phân tử vì các cặp electron liên kết nằm trong các obitan phân tử liên kết này.

Hình 1: Sơ đồ quỹ đạo phân tử của H₂

Hình ảnh trên cho thấy sơ đồ quỹ đạo phân tử của He₂ phân tử. Các obitan nguyên tử của hai nguyên tử H được biểu diễn ở hai phía bên phải và bên trái. Ở giữa, các obitan liên kết và phản liên kết được hiển thị. Ở đây, quỹ đạo liên kết được cho là σ_{1 giây} bởi vì nó là quỹ đạo liên kết của quỹ đạo 1s của H. “E” đại diện cho năng lượng. Do đó, mức năng lượng của obitan phân tử liên kết nhỏ hơn so với obitan phân tử phản liên kết và obitan nguyên tử.

Các quỹ đạo phân tử chống liên kết là gì

Các obitan phân tử phản liên kết là các obitan chứa êlectron nằm ngoài vùng giữa hai hạt nhân nguyên tử. Các electron trong các obitan phản liên kết làm giảm tính ổn định của phân tử vì các electron này dành phần lớn thời gian bên ngoài hạt nhân nguyên tử. Do đó, mật độ electron của obitan phân tử phản liên kết nhỏ hơn so với obitan phân tử liên kết, và obitan phân tử phản liên kết cho biết mật độ electron bên ngoài liên kết.

Các obitan phân tử phản liên kết có năng lượng cao hơn các obitan nguyên tử và obitan phân tử liên kết. Điều này là do các electron trong các obitan này không góp phần làm giảm lực đẩy giữa hai hạt nhân nguyên tử. Do đó, tính ổn định của các hợp chất có điện tử trong các obitan phân tử phản liên kết là thấp hơn. Tuy nhiên, trong các hợp chất bền, sự hiện diện của các electron trong các obitan phân tử phản liên kết là không hoặc ít. Sự sắp xếp trong không gian của các obitan phân tử chống liên kết không xác định hình dạng hoặc dạng hình học của phân tử.

Hình 2: Năng lượng quỹ đạo phân tử của He₂ Phân tử

Theo hình trên, mật độ electron trong orbital phân tử liên kết bằng mật độ của orbital phân tử phản liên kết. Do đó, nó là một phân tử rất không ổn định. Do đó, He₂ phân tử không tồn tại. Quỹ đạo phân tử phản liên kết được cho là σ *.

Sự khác biệt giữa các quỹ đạo phân tử liên kết và chống liên kết

Sự định nghĩa

Liên kết quỹ đạo phân tử: Liên kết obitan phân tử là một loại obitan phân tử tham gia vào việc hình thành liên kết hóa học.

Quỹ đạo phân tử chống liên kết: Các obitan phân tử phản liên kết là các obitan chứa êlectron nằm ngoài vùng giữa hai hạt nhân nguyên tử.

Mật độ electron

Liên kết các quỹ đạo phân tử: Mật độ electron trong các obitan phân tử liên kết cao hơn.

Quỹ đạo phân tử chống liên kết: Mật độ electron trong các obitan phân tử phản liên kết là thấp.

Năng lượng

Liên kết quỹ đạo phân tử: Năng lượng của obitan phân tử liên kết thấp hơn tương đối.

Quỹ đạo phân tử chống liên kết: Năng lượng của obitan phân tử phản liên kết tương đối cao hơn.

Đại diện

Liên kết quỹ đạo phân tử: Các obitan phân tử liên kết được biểu diễn mà không sử dụng dấu hoa thị (*).

Quỹ đạo phân tử chống liên kết: Các obitan phân tử chống liên kết được biểu diễn bằng dấu hoa thị (*).

Hình học của phân tử

Liên kết quỹ đạo phân tử: Hình học của phân tử được biểu thị bằng sự sắp xếp trong không gian của các obitan phân tử liên kết.

Quỹ đạo phân tử chống liên kết: Hình dạng hình học của phân tử không phụ thuộc vào sự sắp xếp trong không gian của các obitan phân tử phản liên kết.

Điện tử

Liên kết quỹ đạo phân tử: Các electron trong obitan phân tử liên kết góp phần hình thành liên kết.

Quỹ đạo phân tử chống liên kết: Các electron trong các obitan phân tử phản liên kết không góp phần hình thành liên kết.

Sự ổn định

Liên kết quỹ đạo phân tử: Độ bền của các obitan phân tử liên kết tương đối cao hơn.

Quỹ đạo phân tử chống liên kết: Độ ổn định của các obitan phân tử chống liên kết tương đối thấp hơn.

Phần kết luận

Lý thuyết quỹ đạo phân tử giải thích sự hình thành liên kết hóa học giữa hai nguyên tử thông qua sự xen phủ hoặc trộn lẫn các obitan nguyên tử. Sự trộn lẫn các obitan nguyên tử này tạo thành các obitan mới được gọi là obitan phân tử. Các obitan phân tử có thể được tìm thấy như là các obitan phân tử liên kết hoặc các obitan phân tử phản liên kết. Sự khác biệt chính giữa các obitan phân tử liên kết và phản liên kết là các obitan phân tử liên kết biểu thị hình dạng của phân tử trong khi các obitan phân tử phản liên kết không góp phần xác định hình dạng của phân tử.

Người giới thiệu:

1. "Liên kết và chống liên kết quỹ đạo phân tử - Sách giáo khoa mở vô biên." Vô biên. Vô biên, 26 Tháng Năm 2016. Web. Có sẵn ở đây. Ngày 10 tháng 8 năm 2017. 2. "Các obitan liên kết và chống liên kết." Hóa học LibreTexts. Libretexts, ngày 19 tháng 6 năm 2017. Web. Có sẵn ở đây. Ngày 10 tháng 8 năm 2017.

Hình ảnh lịch sự:

1. “Dihydrogen-MO-Diagram” của CCoil (talk) - Tác phẩm riêng (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia2. “He2 antibonding orbital” của Helvet - Tác phẩm riêng (GFDL) qua Commons Wikimedia