JoVE Logo

Sign In

1.11 : نظرية المدارات الجزيئية MO والترابط التساهمي

تصف نظرية المدارات الجزيئية توزيع الإلكترونات في الجزيئات بطريقة مشابهة لتوزيع الإلكترونات في المدارات الذرية. تسمى منطقة الفضاء التي من المحتمل أن يوجد فيها إلكترون التكافؤ في الجزيء بالمدار الجزيئي. رياضياً، يؤدي الجمع الخطي للمدارات الذرية (LCAO) إلى توليد مدارات جزيئية. تؤدي مجموعات وظائف الموجة المدارية الذرية في الطور إلى مناطق ذات احتمالية عالية لكثافة الإلكترون، بينما تنتج الموجات خارج الطور عقدًا أو مناطق لا توجد بها كثافة إلكترون.

يؤدي الجمع في الطور بين مدارين ذريين s على ذرات متجاورة إلى إنتاج مدار جزيئي σs منخفض الطاقة حيث تكون معظم كثافة الإلكترون مباشرة بين النوى. الجمع خارج الطور ينتج مدار جزيئي مضاد للترابط σs* ذي طاقة أعلى، حيث توجد عقدة بين النوى.

وبالمثل، فإن الدالة الموجية للمدارات p تؤدي إلى فصين لهما طورين متقابلين. عندما تتداخل مدارات p من طرف إلى طرف، فإنها تكوّن σ وσ*. يؤدي التداخل جنبًا إلى جنب بين مدارين p إلى إنشاء مدارات جزيئية π و π* مضادة للترابط.

يوضح الرسم التخطيطي المداري الجزيئي المملوء عدد الإلكترونات الموجودة في المدارات الجزيئية المترابطة والمضادة. يساهم الإلكترون في تفاعل الترابط فقط إذا كان يحتل مدار الترابط. يتم تحديد المساهمة الصافية للإلكترونات في قوة الرابطة للجزيء من ترتيب الرابطة، والذي يتم حسابه على النحو التالي:

Figure1

ترتيب الرابطة هو دليل على قوة الرابطة التساهمية؛ الرابطة بين ذرتين معينتين تصبح أقوى مع زيادة ترتيب الرابطة. إذا أدى توزيع الإلكترونات في المدارات الجزيئية إلى رتبة رابطة صفر، فلن تتشكل رابطة مستقرة.

النظرية المدارية الجزيئية مفيدة أيضًا للجزيئات متعددة الذرات. لا يمكن لنموذج لويس للبنزين (C6H6), الذي يحتوي على بنية سداسية مستوية مع ذرات الكربون المهجنة sp2، أن يمثل بدقة إلكتروناته غير المتمركزة. ومع ذلك، فإن النظرية المدارية الجزيئية تحدد تلك الإلكترونات إلى ثلاثة مدارات جزيئية مرتبطة بـ π تغطي حلقة الكربون بأكملها. وينتج عن ذلك مجموعة مشغولة بالكامل (6 إلكترونات) من المدارات الجزيئية المترابطة التي تمنح حلقة البنزين استقرارًا ديناميكيًا حراريًا وكيميائيًا إضافيًا.

Tags

MO TheoryCovalent BondingMolecular OrbitalValence ElectronLCAOAtomic OrbitalsElectron DensityBonding Molecular OrbitalAntibonding Molecular OrbitalP OrbitalsOverlapBonding OrbitalAntibonding OrbitalMolecular Orbital DiagramBond StrengthBond Order

PLAYLIST

Loading...
JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved