Transcript 8bis.Teoria degli orbitali molecolari

LA TEORIA DEGLI
ORBITALI MOLECOLARI
La teoria degli orbitali molecolari (MO) è una maniera alternativa di
descrivere gli orbitali nelle molecole.
A differenza dei legami localizzati e delle coppie solitarie usate
nella teoria VB, i legami covalenti risultano dalla combinazione di
orbitali atomici di atomi diversi per formare orbitali che sono
diffusi, o delocalizzati, su diversi atomi o, al limite, sull’intera
molecola. Tali orbitali prendono il nome di
orbitali molecolari
Analogamente agli orbitali atomici, che descrivono la regione di
spazio intorno al nucleo atomico dove è probabile trovare
l'elettrone, gli orbitali molecolari descrivono la regione di spazio
intorno ad una molecola ove è probabile trovare gli elettroni di
legame.
Come gli orbitali atomici, gli orbitali molecolari hanno specifiche
dimensioni, forme ed energie.
Gli ORBITALI MOLECOLARI si originano dalla
sovrapposizione
degli orbitali atomici.
Tale sovrapposizione può essere costruttiva o distruttiva, o meglio
detto, visto che parliamo di onde, la sovrapposizione può essere
IN FASE o FUORI FASE
Se l’interferenza è costruttiva, si genera un OM di legame o legante.
Questo è detto orbitale molecolare σ (sigma) di legame.
Se l’interferenza è distruttiva, si ha un OM di antilegame o
antilegante (orbitale molecolare σ* di antilegame).
ENERGIA
Ø Il numero degli OM che si formano è pari al numero degli orbitali atomici
che si sovrappongono.
Ø Gli OM leganti stabilizzano la molecola (energia più bassa degli orbitali
atomici originali) gli OM antileganti la destabilizzano (energia più alta degli
orbitali atomici originali).
Ø Tutti gli elettroni disponibili vengono disposti in successione nei vari OM a
partire dal livello energetico più basso, seguendo il principio di esclusione di
Pauli e la regola di Hund.
La molecola di idrogeno
L’energia associata con i due
elettroni nella molecola di H2 è
minore di quella degli stessi
elettroni in orbitali 1s di atomi
separati. L’energia del sistema si
abbassa ed aumenta la sua
stabilità.
L’ipotetica molecola di Elio He2
Il diagramma dei livelli energetici
è identico a quello della molecola
di H2, tranne che nell’ipotetica
molecola di He2 ci sono 2 elettroni
in più. Questi due ulteriori
elettroni occupano l’orbitale di
antilegame. Alla fine il bilancio
energetico della molecola non
risulta più stabile dei due atomi di
He separati e pertanto la molecola
non ha motivo di esistere.
La molecola di ossigeno