យោងតាមវិធីសាស្ត្រ MO រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃម៉ូលេគុល CO គឺស្រដៀងនឹងរចនាសម្ព័ន្ធនៃម៉ូលេគុល N 2៖

ទេ ឬ

ពហុគុណនៃចំណងនៅក្នុងម៉ូលេគុល NO គឺ (8–3): 2 = 2.5 ។

ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធនៃគន្លងម៉ូលេគុលនៅក្នុង NO - ion:

ទេ-

ទេ + ។

9.3.ផ្អែកលើវិធីសាស្ត្រ MO កំណត់ថាតើភាគល្អិតណាមួយក្នុងបញ្ជីដែលមិនមាន៖
គាត់ 2 ; He2+; ក្លាយជា 2 ; ក្លាយជា 2 + ។

9.4.ចែកចាយអេឡិចត្រុងនៅក្នុងគន្លងម៉ូលេគុលសម្រាប់ម៉ូលេគុល B 2 ។ កំណត់ពហុគុណនៃការតភ្ជាប់។

9.5.ចែកចាយអេឡិចត្រុងនៅក្នុងគន្លងម៉ូលេគុលសម្រាប់ម៉ូលេគុល N 2 ។ កំណត់ពហុគុណនៃការតភ្ជាប់។ N 2 ;
ន ២ - .
ពហុគុណនៃមូលបត្របំណុលក្នុង N 2 គឺ (8–2): 2=3;
ពហុគុណនៃមូលបត្របំណុលក្នុង N 2 - គឺ (8–3): 2 = 2.5 ។
ការថយចុះនៃថាមពលចងកំឡុងពេលផ្លាស់ប្តូរពីម៉ូលេគុលអព្យាក្រឹត N 2 ទៅអ៊ីយ៉ុង N 2 -
ភ្ជាប់ជាមួយនឹងការថយចុះនៃពហុទំនាក់ទំនង។

៩.៩. ចែកចាយអេឡិចត្រុងនៅក្នុងគន្លងម៉ូលេគុលសម្រាប់អ៊ីយ៉ុង CN

9.10.ដោយប្រើវិធីសាស្រ្ត MO កំណត់ពីរបៀបដែលប្រវែងចំណង និងការផ្លាស់ប្តូរថាមពលនៃចំណងនៅក្នុងស៊េរី CN + , CN , CN - ។

រូប ១. ដ្យាក្រាមវណ្ឌវង្កនៃដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងនៅក្នុង H 2 +

មេរៀនទី 4. គំនិតនៃវិធីសាស្រ្តគន្លងម៉ូលេគុល។ ដ្យាក្រាមថាមពលនៃគន្លងម៉ូលេគុលសម្រាប់ម៉ូលេគុល homonuclear គោលពីរ។ σ - និង π - គន្លងម៉ូលេគុល។ Dia- និងម៉ូលេគុលប៉ារ៉ាម៉ាញេទិក។ ចំណងអ៊ីយ៉ុង។

អន្តរកម្មអន្តរម៉ូលេគុល។ ចំណងអ៊ីដ្រូសែន។

វិធីសាស្រ្តនៃចំណង valence ពន្យល់យ៉ាងច្បាស់ពីការបង្កើត និងរចនាសម្ព័ន្ធនៃម៉ូលេគុលជាច្រើន ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វាមិនអាចពន្យល់ការពិតជាច្រើនបានទេ ឧទាហរណ៍ អត្ថិភាពនៃអ៊ីយ៉ុងម៉ូលេគុល (Н2 +, He2+) ឬរ៉ាឌីកាល់ (CH3, NH2) ប៉ារ៉ាម៉ាញេទិកនៃម៉ូលេគុលដែលមាន ចំនួនគូនៃអេឡិចត្រុង (O2, NO) ដែលត្រូវបានពន្យល់ក្នុងក្របខ័ណ្ឌនៃវិធីសាស្ត្រគន្លងម៉ូលេគុល (MMO) ។

វិធីសាស្ត្រគន្លងម៉ូលេគុល

វិធីសាស្ត្រគន្លងម៉ូលេគុលដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយ Mulliken និង Hund គឺផ្អែកលើការសន្មត់ថា អេឡិចត្រុងនីមួយៗនៅក្នុងម៉ូលេគុលមួយស្ថិតនៅក្នុងវាលនៃស្នូល និងអេឡិចត្រុងទាំងអស់នៃអាតូមដែលបង្កើតជាម៉ូលេគុល ហើយស្ថានភាពរបស់វាត្រូវបានកំណត់ដោយមុខងាររលកΨ។ ដែលហៅថាគន្លងម៉ូលេគុល MO នីមួយៗត្រូវគ្នាទៅនឹងមុខងាររលកដែលកំណត់លក្ខណៈតំបន់នៃការស្នាក់នៅដែលទំនងបំផុតនៃអេឡិចត្រុងនៃថាមពលជាក់លាក់នៅក្នុងម៉ូលេគុលមួយ។ អាតូម s-, p-, d-, f-orbitals ត្រូវគ្នាទៅនឹងម៉ូលេគុល σ-, π-, δ-, … orbitals ដែលត្រូវបានបំពេញតាមគោលការណ៍ Pauli, Hund's rule ដែលជាគោលការណ៍ថាមពលតិចបំផុត។

វិធីសាមញ្ញបំផុតដើម្បីបង្កើតគន្លងម៉ូលេគុល (MO) គឺ

ការរួមបញ្ចូលគ្នាលីនេអ៊ែរនៃគន្លងអាតូមិច (AO) (វិធីសាស្ត្រ LCAO-MO) ។

ប្រសិនបើមានអេឡិចត្រុងមួយនៅក្នុងវាលនៃស្នូលអាតូមិច A និង B នោះវាអាចស្ថិតនៅត្រង់ស្នូលមួយ ឬនៅមួយទៀត ហើយស្ថានភាពរបស់វាអាចត្រូវបានពិពណ៌នាដោយគន្លងម៉ូលេគុលពីរ Ψ និង Ψ * ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយលីនេអ៊ែរ។ ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃគន្លងអាតូមិកៈ

Ψ = Ψ A + Ψ B និង Ψ * = Ψ A - Ψ B

គន្លងម៉ូលេគុលត្រូវបានគេហៅថាការភ្ជាប់Ψប្រសិនបើវាទាក់ទងទៅនឹងការកើនឡើងនៃដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងនៅក្នុងតំបន់រវាងស្នូលនិងដោយហេតុនេះការកើនឡើងនៃការទាក់ទាញរបស់ពួកគេនិងការបន្ធូរΨ * ប្រសិនបើដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងថយចុះរវាងស្នូលនិងកើនឡើងនៅពីក្រោយស្នូល។ ដែលស្មើនឹងការកើនឡើងនៃការច្រានចោលនៃស្នូល។ ថាមពលនៃការចង MO គឺទាបជាងថាមពលនៃ AO ដំបូង ថាមពលនៃការបន្ធូរ MO គឺខ្ពស់ជាងថាមពលនៃគន្លងអាតូមិកដំបូង។

នៅលើរូបភព។ 1 បង្ហាញដ្យាក្រាមវណ្ឌវង្កនៃដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងនៃការភ្ជាប់Ψ

(a) និងការបន្ធូរ Ψ * (b) គន្លងម៉ូលេគុលនៅក្នុងភាគល្អិត H2 + ។

ដូចនៅក្នុង MVS ភាពស៊ីមេទ្រីនៃគន្លងម៉ូលេគុលអំពីខ្សែភ្ជាប់ដែលនាំទៅដល់ការបង្កើត σ - MO ក្នុងទិសដៅកាត់កែងទៅនឹងបន្ទាត់ចំណង - π - MO ។

នៅពេលដែល d-orbitals ត្រួតលើគ្នា, δ-

នៅលើរូបភព។ រូបភាពទី 2 បង្ហាញពីការបង្កើត σ - ការផ្សារភ្ជាប់ និង σ - ការបន្ធូរ MOs ជាមួយនឹងការរួមបញ្ចូលគ្នានៃគន្លងអាតូមិកផ្សេងៗគ្នា; 3 រៀងគ្នា π -MO និង π * - MO ។

ការត្រួតស៊ីគ្នានៃ s-orbitals នាំទៅដល់ការបង្កើតគន្លងម៉ូលេគុលពីរ៖ σs-bonding និង σ*s-loosening ។

ការត្រួតស៊ីគ្នានៃគន្លង p-orbitals នាំឱ្យមានការបង្កើតគន្លងម៉ូលេគុលចំនួនប្រាំមួយនៃភាពស៊ីមេទ្រីផ្សេងៗគ្នា។ ពីគន្លង p ពីរនៃអាតូមអន្តរកម្ម ដឹកនាំតាមខ្សែទំនាក់ទំនង ឧទាហរណ៍ អ័ក្ស X ការភ្ជាប់ σ p z - និងការបន្ធូរ σ * p z -orbitals ត្រូវបានបង្កើតឡើងតាមអ័ក្ស Z និង Y - πр z - និង πp y - ការចងនិង π * р z - និង π * p y - បន្ធូរ MO ។

ចំនួនប្រជាជននៃ MOs ដែលមានអេឡិចត្រុងកើតឡើងស្របតាមគោលការណ៍ Pauli គោលការណ៍នៃថាមពលតិចបំផុត និងច្បាប់របស់ Hund ។

អង្ករ។ 2. ការបង្កើត σ - ចំណង និង σ - បន្ធូរ ម៉ូលេគុលគន្លង

ដោយសារតែការពិតដែលថាសម្រាប់គន្លងនៃប្រភេទដូចគ្នាទំហំនៃតំបន់ត្រួតស៊ីគ្នានៃគន្លងមានការថយចុះនៅក្នុងស៊េរី σ > π > δ បន្ទាប់មកការបំបែកកម្រិតថាមពលកំឡុងពេលបង្កើត MO ពី AO ថយចុះក្នុងលំដាប់ដូចគ្នា (រូបភាពទី 2) ។ 4) ដែលនាំឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរលំដាប់នៃការបំពេញ σр − និង π - MO នៅក្នុងម៉ូលេគុល។

អេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងជាមួយនឹងការបង្វិលដូចគ្នាឧទាហរណ៍ B, C, N និងសមភាគីអេឡិចត្រូនិចរបស់ពួកគេ លំដាប់នៃការបំពេញ MO មានដូចខាងក្រោម៖

σ(1s)< σ* (1s) < σ(2s) < σ* (2s) < π (2pz )= π (2py ) < σ(2px ) < π* (2pz )= π* (2py ) < σ* (2px )....

អង្ករ។ 3. ការបង្កើត π - ចំណង និង π - បន្ធូរគន្លងម៉ូលេគុល

អង្ករ។ 4. កាត់បន្ថយកម្រិតនៃការបំបែកកម្រិតថាមពលនៅក្នុងស៊េរី σ > π > δ

សម្រាប់ម៉ូលេគុល diatomic homonuclear នៃដំណាក់កាលទីពីរ និងបន្តបន្ទាប់ ដែលក្នុងនោះ p - កម្រិតរងនៃអាតូមត្រូវបានបំពេញ។ អេឡិចត្រុងដែលបានផ្គូផ្គងជាមួយនឹងការបង្វិលប្រឆាំងប៉ារ៉ាឡែល ឧទាហរណ៍ (O - Ne) និងសមភាគីអេឡិចត្រូនិចរបស់ពួកគេ លំដាប់នៃការបំពេញ MO ផ្លាស់ប្តូរខ្លះៗ៖

σ(1s)< σ* (1s) < σ(2s) < σ* (2s) < σ(2px ) < π (2pz )= π (2py ) < π* (2pz )= π* (2py ) < σ* (2px )....

ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃម៉ូលេគុលអាចត្រូវបានតំណាងជាដ្យាក្រាមថាមពល ឬរូបមន្តអេឡិចត្រូនិច។

នៅលើរូបភព។ រូបភាពទី 5 បង្ហាញដ្យាក្រាមថាមពលនៃគន្លងម៉ូលេគុលសម្រាប់ម៉ូលេគុលអ៊ីដ្រូសែន H2 ដែលជារូបមន្តអេឡិចត្រូនិចដែលត្រូវបានសរសេរដូចខាងក្រោម៖ [σ(1s)]2 ឬ (σ 1s )2 ។

អង្ករ។ 5. ដ្យាក្រាមថាមពលនៃម៉ូលេគុល H 2

ការបំពេញនៃគន្លងម៉ូលេគុលនៃការភ្ជាប់ σ 1s នាំទៅរកការកើនឡើងនៃដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងរវាងស្នូល និងកំណត់អត្ថិភាពនៃម៉ូលេគុល H2 ។

វិធីសាស្ត្រ MO បញ្ជាក់ពីលទ្ធភាពនៃអត្ថិភាពនៃអ៊ីយ៉ុងអ៊ីដ្រូសែនម៉ូលេគុល H2 + និងភាពមិនអាចទៅរួចនៃអត្ថិភាពនៃម៉ូលេគុល He2 ដោយហេតុថានៅក្នុងករណីចុងក្រោយ ការបំពេញការផ្សារភ្ជាប់ និងការបន្ធូរគន្លង σ 1s ជាមួយនឹងអេឡិចត្រុងពីរមិននាំឱ្យមាន ការផ្លាស់ប្តូរថាមពលនៃអាតូមដាច់ស្រយាល៖ [(σ 1s )2 (σ * 1s )2 ] (រូបភាព 6) ។ ដូច្នេះម៉ូលេគុល He2 មិនមានទេ។

អង្ករ។ 6. ដ្យាក្រាមថាមពលបញ្ជាក់ពីភាពមិនអាចទៅរួចនៃអត្ថិភាពនៃម៉ូលេគុល He2

នៅលើរូបភព។ រូបភាពទី 7 បង្ហាញពីដ្យាក្រាមថាមពលនៃគន្លងម៉ូលេគុលដែលបង្កើតឡើងដោយការត្រួតស៊ីគ្នានៃ s - និង p -orbitals នៃកម្រិតថាមពលទីពីរសម្រាប់ម៉ូលេគុល diatomic homonuclear នៃប្រភេទ A2 ។

ព្រួញបង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូរតាមលំដាប់នៃការកាន់កាប់ MO នៃម៉ូលេគុលដែលបង្កើតឡើងដោយអាតូម ដែលក្នុងនោះកម្រិតរង 2p ត្រូវបានបំពេញដោយអេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គង (B2, C2, N2) ដែលចំណង π st (2py) និង π st ( 2pz ) មានទីតាំងនៅខាងក្រោម σst (2px) ហើយអេឡិចត្រុងផ្គូផ្គង (O2 , F2 , Ne2 ) ដែលការភ្ជាប់ π st (2py) និង π st (2pz) ស្ថិតនៅខាងលើ σst (2px)

អង្ករ។ រូបភាពទី 7. ដ្យាក្រាមថាមពល MO សម្រាប់ម៉ូលេគុល homonuclear នៃដំណាក់កាលទី 2 (ព្រួញបង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូរលំដាប់នៃការបំពេញនៃចំណង σ- និង π-MO)

នៅក្នុង MMO គោលគំនិតត្រូវបានគេប្រើ - លំដាប់ចំណង ដែលត្រូវបានកំណត់ថាជាភាពខុសគ្នារវាងចំនួនអេឡិចត្រុងនៅលើចំណង MO និងចំនួនអេឡិចត្រុងនៅលើការបន្ធូរ MO ដែលបែងចែកដោយចំនួនអាតូមដែលបង្កើតចំណង។

ម៉ូលេគុល។ វាត្រូវបានគេដឹងថាឧស្ម័នអសកម្មមាននៅក្នុងទម្រង់នៃម៉ូលេគុល monatomic ។ ការប្រើច្បាប់ដូចគ្នាសម្រាប់ការផ្ទុកគន្លងម៉ូលេគុលជាមួយអេឡិចត្រុងដូចជា

នៅពេលបំពេញគន្លងអាតូមិចនៅក្នុងអាតូមដាច់ស្រយាល (គោលការណ៍ Pauli គោលការណ៍ថាមពលអប្បបរមា និងច្បាប់របស់ Hund)) វាអាចកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃម៉ូលេគុល diatomic ឧទាហរណ៍ N2 និង O2 ។

ចូរយើងសរសេរការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃអាតូមក្នុងស្ថានភាពដី៖

O2 : O+O → O2

នៅលើរូបភព។ 8 បង្ហាញដ្យាក្រាមថាមពលនៃការបង្កើតម៉ូលេគុលអុកស៊ីសែន។

រូប ៨. ដ្យាក្រាមថាមពលនៃម៉ូលេគុលអុកស៊ីសែន

នៅក្នុងម៉ូលេគុល O2 អេឡិចត្រុងពីរដែលមានវិលប៉ារ៉ាឡែលបានបញ្ចប់នៅលើពីរ

degenerate (ជាមួយនឹងថាមពលដូចគ្នា) * -loosening molecular orbitals ។ វត្តមានរបស់អេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងកំណត់លក្ខណៈសម្បត្តិប៉ារ៉ាម៉ាញេទិកនៃម៉ូលេគុលអុកស៊ីហ្សែន ដែលគួរឱ្យកត់សម្គាល់ជាពិសេសប្រសិនបើអុកស៊ីសែនត្រូវបានធ្វើឱ្យត្រជាក់ទៅជាសភាពរាវ។

ម៉ូលេគុលនៃប៉ារ៉ាម៉ាញេទិចមានពេលម៉ាញេទិចផ្ទាល់ខ្លួនរបស់ពួកគេដោយសារតែចលនាខាងក្នុងនៃការចោទប្រកាន់។ អវត្ដមាននៃដែនម៉ាញេទិកខាងក្រៅ គ្រាម៉ាញេទិកនៃម៉ូលេគុលត្រូវបានតម្រង់ទិសដោយចៃដន្យ ដូច្នេះដែនម៉ាញេទិកដែលបណ្តាលមកពីពួកវាគឺសូន្យ។ ពេលមេដែកសរុបនៃសារធាតុក៏ស្មើនឹងសូន្យដែរ។

ប្រសិនបើសារធាតុត្រូវបានដាក់ក្នុងដែនម៉ាញេទិកខាងក្រៅ នោះក្រោមឥទ្ធិពលរបស់វា គ្រាម៉ាញេទិកនៃម៉ូលេគុលទទួលបានទិសដៅលេចធ្លោក្នុងទិសដៅមួយ ហើយសារធាតុក្លាយជាមេដែក - ពេលម៉ាញ៉េទិចសរុបរបស់វាខុសពីសូន្យ។

ម៉ូលេគុលនៃដ្យាក្រាមមិនមានពេលម៉ាញេទិចផ្ទាល់ខ្លួនទេ ហើយត្រូវបានម៉ាញ៉េទិចខ្សោយនៅពេលបញ្ចូលទៅក្នុងដែនម៉ាញេទិក។

ប៉ារ៉ាម៉ាញេទិចគឺជាសារធាតុទាំងអស់ដែលមានភាគល្អិតគីមីដែលមានចំនួនសេសនៃអេឡិចត្រុង ឧទាហរណ៍ NO ម៉ូលេគុល អ៊ីយ៉ុងម៉ូលេគុល N2 + N2 - ។ល។

សារធាតុភាគច្រើនដែលម៉ូលេគុលមានអេឡិចត្រុងចំនួនគូ លក្ខណៈសម្បត្តិ diamagnetic(N2, CO) ។

ការពន្យល់អំពីលក្ខណៈសម្បត្តិប៉ារ៉ាម៉ាញេទិកនៃម៉ូលេគុលអុកស៊ីសែន និងបូរ៉ុនដែលមានចំនួនអេឡិចត្រុងគូត្រូវបានផ្តល់ឱ្យដោយផ្អែកលើ MMO ។ ម៉ូលេគុល O2 មានអេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងពីរនៅក្នុងគន្លងម៉ូលេគុល *-បន្ធូរបន្ថយ ហើយម៉ូលេគុល B2 មានអេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងពីរនៅក្នុងគន្លងម៉ូលេគុល *-bonding (សូមមើលតារាងទី 1)។

ភាគល្អិតគីមីដែលមានអេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងនៅក្នុងគន្លងខាងក្រៅរបស់ពួកគេត្រូវបានគេហៅថារ៉ាឌីកាល់សេរី។ ពួកវាជាប៉ារ៉ាម៉ាញេទិច និងមានប្រតិកម្មខ្លាំង។ រ៉ាឌីកាល់អសរីរាង្គជាមួយអេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងដែលបានធ្វើមូលដ្ឋានីយកម្ម ឧទាហរណ៍ (.H), (.NH2) ជាធម្មតាមានរយៈពេលខ្លី។ ពួកវាត្រូវបានបង្កើតឡើងក្នុងអំឡុងពេល photolysis,

វិទ្យុសកម្ម, pyrolysis, electrolysis ។ សីតុណ្ហភាពទាបត្រូវបានប្រើដើម្បីធ្វើឱ្យពួកវាមានស្ថេរភាព។ រ៉ាឌីកាល់អាយុខ្លីគឺជាភាគល្អិតកម្រិតមធ្យមនៅក្នុងប្រតិកម្មជាច្រើន ជាពិសេសខ្សែសង្វាក់ និងកាតាលីករ។

លំដាប់នៃចំណងនៅក្នុងម៉ូលេគុល N2 ដែលមានអេឡិចត្រុងលើសពីប្រាំមួយក្នុងមួយ

គោលគំនិតនៃលំដាប់នៃចំណងគីមីនៅក្នុងវិធីសាស្ត្រ MO ស្របគ្នានឹងគំនិតនៃពហុគុណនៃចំណងក្នុងវិធីសាស្ត្រ BC (O2 គឺជាចំណងទ្វេរ N2 គឺជាចំណងបីដង)។ ទំហំនៃលំដាប់មូលបត្របំណុលប៉ះពាល់ដល់កម្លាំងនៃចំណង។ លំដាប់សញ្ញាប័ណ្ណកាន់តែខ្ពស់ ថាមពលចំណងកាន់តែធំ និងប្រវែងចំណងកាន់តែខ្លី។

នៅក្នុងតារាង។ 1 បង្ហាញពីការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិច និងលក្ខណៈចំណងសម្រាប់ម៉ូលេគុល homonuclear នៃដំណាក់កាលទីមួយ និងទីពីរ។ ដូចដែលអាចមើលឃើញពីតារាងជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃលំដាប់សញ្ញាប័ណ្ណនៅក្នុងស៊េរី B2 - C2 - N2 ថាមពលកើនឡើងហើយប្រវែងចំណងថយចុះ។

តារាងទី 1. ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិច និងលក្ខណៈសម្បត្តិមួយចំនួននៃម៉ូលេគុលនៃដំណាក់កាលទីមួយ និងទីពីរ

វិធីសាស្ត្រ MO អនុញ្ញាតឱ្យតម្លៃដែលមិនមែនជាចំនួនគត់នៃលំដាប់តំណ។ នេះកើតឡើងនៅក្នុងអ៊ីយ៉ុងម៉ូលេគុល ឧទាហរណ៍នៅក្នុងអ៊ីយ៉ុងម៉ូលេគុល H2+ ដែល n = 0.5 ។

គំរូនៃការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងលំដាប់ ថាមពល និងប្រវែងនៃចំណងអាចត្រូវបានគេតាមដានលើឧទាហរណ៍នៃអ៊ីយ៉ុងម៉ូលេគុល និងម៉ូលេគុលនៃអុកស៊ីសែន។

ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិច និងលំដាប់នៃចំណងនៃម៉ូលេគុលអុកស៊ីហ្សែនត្រូវបានផ្តល់ឱ្យក្នុងតារាង។ 1. ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិច និងលំដាប់ចំណងនៃអ៊ីយ៉ុងអុកស៊ីហ្សែនម៉ូលេគុល

ភាគល្អិតទាំងអស់មានអេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គង និងបង្ហាញលក្ខណៈសម្បត្តិប៉ារ៉ាម៉ាញេទិក។ ម៉ូលេគុលដែលមានចំនួនដូចគ្នានៃ valence អេឡិចត្រុងត្រូវបានគេហៅថា

អ៊ីសូអេឡិចត្រូនិចភាគល្អិត។ ទាំងនេះរួមមានម៉ូលេគុល CO និង N2 ដែលមានអេឡិចត្រុងសរុបចំនួន 14; អ៊ីយ៉ុងម៉ូលេគុល N2+ និងម៉ូលេគុល CN ដែលមាន 13 អេឡិចត្រុង។ IMO កំណត់លំដាប់នៃការបំពេញដូចគ្នាទៅនឹងភាគល្អិត isoelectronic

អេឡិចត្រុងនៃគន្លងម៉ូលេគុល លំដាប់ចំណងដូចគ្នា ដែលពន្យល់ពីភាពជិតនៃលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្តនៃម៉ូលេគុល។

នៅពេលដែលម៉ូលេគុលប្រភេទ heteronuclear AB ត្រូវបានបង្កើតឡើង ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃគន្លងនៃអាតូមពីរផ្សេងគ្នា ដែលនាំទៅដល់ការបង្កើតម៉ូលេគុល គឺអាចធ្វើទៅបានលុះត្រាតែថាមពលអេឡិចត្រុងនៅជិត ខណៈគន្លងនៃអាតូមដែលមាន electronegativity ខ្ពស់ជាងនៅក្នុងដ្យាក្រាមថាមពល។ តែងតែស្ថិតនៅខាងក្រោម។

នៅលើរូបភព។ រូបភាពទី 9 បង្ហាញពីគ្រោងការណ៍ថាមពលសម្រាប់ការបង្កើតម៉ូលេគុល CO ។

អេឡិចត្រុង 2p ចំនួនបួននៃអាតូមអុកស៊ីហ្សែន និងអេឡិចត្រុង 2p នៃអាតូមកាបូន ឆ្លងកាត់ទៅចំណង π - និង σ - MO ។ ថាមពលនៃអេឡិចត្រុង 2p នៃអាតូមដែលភ្ជាប់គ្នាគឺមិនដូចគ្នាទេ៖ អាតូមអុកស៊ីហ្សែនមានបន្ទុកនុយក្លេអ៊ែរខ្ពស់ជាង និងអេឡិចត្រូននីហ្គាតធីវី បើធៀបនឹងអាតូមកាបូន ដូច្នេះអេឡិចត្រុង 2p នៅក្នុងអាតូមអុកស៊ីសែនត្រូវបានទាក់ទាញយ៉ាងខ្លាំងដោយស្នូល និងទីតាំងរបស់ពួកគេនៅលើ ដ្យាក្រាមថាមពលត្រូវគ្នាទៅនឹងថាមពលទាបជាងបើប្រៀបធៀបទៅនឹងគន្លង 2p នៃអាតូមកាបូន។ អេឡិចត្រុងទាំងប្រាំមួយដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការបង្កើតមូលបត្របំណុលមានទីតាំងនៅលើ MOs ចំណងចំនួនបី ដូច្នេះ គុណនៃចំណងគឺបី ដែលពន្យល់ពីភាពស្រដៀងគ្នាដ៏សំខាន់នៅក្នុងលក្ខណៈសម្បត្តិនៃអាសូតសេរី និងកាបូនម៉ូណូអុកស៊ីត (II) (តារាង 2) ។

អង្ករ។ 9. គ្រោងការណ៍ថាមពលសម្រាប់ការបង្កើតម៉ូលេគុល CO

តារាងទី 2. លក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្តមួយចំនួននៃម៉ូលេគុល CO និង N2

ប្រភេទមិនមានតម្លៃនៃចំណងគីមី

ចំណងអ៊ីយ៉ុង។

នៅពេលដែលភាពខុសគ្នានៃ electronegativity នៃអាតូមអន្តរកម្មមានច្រើនជាងពីរឯកតា ការផ្លាស់ទីលំនៅរបស់ valence electrons មានទំហំធំដែលយើងអាចនិយាយអំពីការផ្លាស់ប្តូរពីអាតូមមួយទៅអាតូមមួយទៀតជាមួយនឹងការបង្កើតភាគល្អិតដែលមានបន្ទុក - cations និង anions ។ ភាគល្អិតទាំងនេះមានអន្តរកម្មគ្នាទៅវិញទៅមកដោយយោងទៅតាមច្បាប់នៃអេឡិចត្រូស្តាត។ ចំណងលទ្ធផលត្រូវបានគេហៅថាអ៊ីយ៉ុង។ សមាសធាតុដែលមានចំណងអ៊ីយ៉ុងគឺគួរឱ្យកត់សម្គាល់

មិនសូវសាមញ្ញជាងសមាសធាតុដែលមានចំណង covalent លក្ខណៈនៃសារធាតុដែលមាននៅក្រោមលក្ខខណ្ឌធម្មតាក្នុងសភាពគ្រីស្តាល់ និងមានចរន្តអ៊ីយ៉ុងក្នុងស្ថានភាពរលាយ ឬរលាយ។ សមាសធាតុភ្ជាប់អ៊ីយ៉ុងជាចម្បងរួមមានអំបិលធម្មតា - លោហៈអាល់កាឡាំងដែលមានបន្ទះគ្រីស្តាល់អ៊ីយ៉ុង។ ម៉ូលេគុលអ៊ីយ៉ុងមាននៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ក្នុងចំហាយនៃសមាសធាតុអ៊ីយ៉ុង។

ចំណងអ៊ីយ៉ុង មិនដូចចំណង covalent គឺមិនមានទិសដៅទេ ចាប់តាំងពីអ៊ីយ៉ុងបង្កើតជាវាលកម្លាំងស៊ីមេទ្រីស្វ៊ែរ។ មិនមានតិត្ថិភាពចាប់តាំងពីអន្តរកម្មនៃអ៊ីយ៉ុងនៃសញ្ញាផ្ទុយកើតឡើងក្នុងទិសដៅផ្សេងៗគ្នា ត្រូវបានគេធ្វើ delocalized ចាប់តាំងពីគ្មានការកើនឡើងនៃដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្នុងតំបន់ចង។

គំរូអេឡិចត្រូស្ទិចនៃចំណងអ៊ីយ៉ុង ចាត់ទុកការបង្កើតរបស់វាថាជាអន្តរកម្មនៃអ៊ីយ៉ុងដែលមានបន្ទុកផ្ទុយគ្នា ដែលនីមួយៗត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈ

ថាមពលនៃការបង្កើតម៉ូលេគុល AB អាចត្រូវបានកំណត់ថាជាផលបូកពិជគណិតនៃថាមពលជាច្រើន៖ ថាមពលទាក់ទាញនៃ Az+ និង Bz-ions ថាមពលច្រានចោលនៃអ៊ីយ៉ុង ថាមពលស្និទ្ធស្នាលអេឡិចត្រុងនៃអាតូម B និងថាមពលអ៊ីយ៉ូដនៃអាតូម A ។

អ៊ីយ៉ុងនៅក្នុងម៉ូលេគុលមួយ, n - យកទៅក្នុងគណនីចំណែកនៃថាមពល repulsion ដែលជាធម្មតា 10% នៃថាមពលទាក់ទាញ, E B - ថាមពលនៃទំនាក់ទំនងអេឡិចត្រុងនៃអាតូម B, I A - ថាមពលអ៊ីយ៉ូដនៃអាតូម A ។

សម្រាប់ម៉ូលេគុល KCl ឧស្ម័ន ថាមពល E AB ត្រូវបានគណនាដោយមិនគិតពីប៉ូល

អ៊ីយ៉ុង៖ d \u003d 2.67 10-10 eV, E Cl \u003d 3.61 eV, I K \u003d 4.34 eV និងថាមពលចងគឺ E bond \u003d -E AB \u003d 4.06 eVk ~ 39

ថាមពលអ៊ីយ៉ូដដែលបានកំណត់ដោយពិសោធន៍នៃម៉ូលេគុល KCl គឺ 422 kJ/mol ។

នៅក្នុងឧស្ម័ន អង្គធាតុរាវ និងគ្រីស្តាល់ អ៊ីយ៉ុងនីមួយៗមានទំនោរព័ទ្ធជុំវិញខ្លួនដោយចំនួនអ៊ីយ៉ុងដ៏ធំបំផុតនៃបន្ទុកផ្ទុយគ្នា។

ទីតាំងនៃអ៊ីយ៉ុងក្នុងលំហ ត្រូវបានកំណត់ដោយសមាមាត្រនៃរ៉ាឌីរបស់ពួកគេ។ ប្រសិនបើសមាមាត្រនៃកាំ cation ទៅកាំ anion គឺស្ថិតនៅក្នុង

r + / r - = 0.41-0.73 បន្ទាប់មកអ៊ីយ៉ុងប្រាំមួយនៃបន្ទុកផ្ទុយត្រូវបានសំរបសំរួលជុំវិញអាតូមកណ្តាល - អ៊ីយ៉ុងឬអ៊ីយ៉ុង។ ការសម្របសម្រួលនេះត្រូវបានគេហៅថា octahedral ហើយប្រភេទនៃបន្ទះឈើគ្រីស្តាល់ត្រូវបានកំណត់ថាជាប្រភេទ NaCl ។

ប្រសិនបើសមាមាត្រនៃកាំ cation ទៅកាំ anion គឺស្ថិតនៅក្នុង

r + / r - = 0.73-1.37 បន្ទាប់មកអ៊ីយ៉ុងប្រាំបីនៃបន្ទុកផ្ទុយត្រូវបានសំរបសំរួលជុំវិញអាតូមកណ្តាល - អ៊ីយ៉ុងឬអ៊ីយ៉ុង។ ការសម្របសម្រួលបែបនេះត្រូវបានគេហៅថាគូបហើយប្រភេទនៃបន្ទះឈើគ្រីស្តាល់ត្រូវបានកំណត់ថាជាប្រភេទ CsCl ។

នៅពេលដែលអ៊ីយ៉ុងចូលទៅជិតគ្នាទៅវិញទៅមក សែលអេឡិចត្រុងរាងស្វ៊ែររបស់ពួកវាត្រូវបានខូចទ្រង់ទ្រាយ ដែលនាំឱ្យមានការផ្លាស់ទីលំនៅនៃបន្ទុកអគ្គិសនី និងរូបរាងនៃចរន្តអគ្គិសនីដែលបង្កឡើងនៅក្នុងភាគល្អិត។ បាតុភូតនេះត្រូវបានគេហៅថា អ៊ីយ៉ុងប៉ូល. ប៉ូលអ៊ីយ៉ុងគឺជាដំណើរការពីរផ្លូវដែលរួមបញ្ចូលគ្នារវាងប៉ូលនៃអ៊ីយ៉ុង និង ឥទ្ធិពលប៉ូឡូញអាស្រ័យលើរចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិច បន្ទុក និងទំហំនៃអ៊ីយ៉ុង។ ភាពអាចបត់បែនបានគឺតិចតួចបំផុតសម្រាប់អ៊ីយ៉ុងដែលមានការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធឧស្ម័នអសកម្ម (ns 2 np 6) ដែលក្នុងពេលតែមួយមានឥទ្ធិពលប៉ូឡារីសខ្លាំងបំផុត។ ភាពរាងប៉ូលដ៏សំខាន់នៃអ៊ីយ៉ុងនៃ d - ធាតុត្រូវបានពន្យល់ដោយវត្តមាននៃចំនួនដ៏ច្រើននៃអេឡិចត្រុង valence ជាលទ្ធផលសមាសធាតុ covalent នៃចំណងកើនឡើង។

ឥទ្ធិពលប៉ូឡារីសៀពន្យល់ពីភាពខុសគ្នាជាច្រើននៅក្នុងលក្ខណៈសម្បត្តិនៃសារធាតុ ឧទាហរណ៍ ភាពរលាយខ្សោយនៃក្លរួប្រាក់ក្នុងទឹក បើប្រៀបធៀបទៅនឹងក្លរីតអាល់កាឡាំង។

លោហធាតុ ភាពខុសគ្នានៃសីតុណ្ហភាពរលាយ ឧទាហរណ៍ T pl, AgCl = 4550 C, T pl, NaCl = 8010 C. ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃអ៊ីយ៉ុង: Ag + - 4d 10 5s 0; Na+ - 3s 0 ។

ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិកស៊ីមេទ្រីតិចនៃអ៊ីយ៉ុង Ag+ ដោយសារតែវត្តមានរបស់អេឡិចត្រុង 4d 10 បណ្តាលឱ្យប៉ូលលីសកាន់តែរឹងមាំរបស់វា ដែលនាំទៅដល់រូបរាង។

សមាសធាតុ covalent ទិសដៅនៃចំណងធៀបនឹង NaCl ដែលកម្រិតនៃអ៊ីយ៉ូដនៃចំណងគឺខ្ពស់ជាង។

ការភ្ជាប់ដែក។

ទ្រព្យសម្បត្តិសំខាន់បំផុតនៃលោហៈគឺចរន្តអគ្គិសនីខ្ពស់ដែលថយចុះជាមួយនឹងការកើនឡើងសីតុណ្ហភាព។ អាតូមលោហធាតុ ខុសពីអាតូមនៃធាតុផ្សេងទៀត ដែលពួកវារក្សាអេឡិចត្រុងខាងក្រៅរបស់វាខ្សោយ។ ដូច្នេះហើយ នៅក្នុងបន្ទះគ្រីស្តាល់នៃលោហៈ អេឡិចត្រុងទាំងនេះចាកចេញពីអាតូមរបស់វា ប្រែក្លាយទៅជាអ៊ីយ៉ុងដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាន។ អេឡិចត្រុង "ចែករំលែក" ផ្លាស់ទីក្នុងចន្លោះរវាង cations និងរក្សាពួកវាជាមួយគ្នា។ ចម្ងាយអន្តរអាតូមនៅក្នុងលោហធាតុគឺធំជាងនៅក្នុងសមាសធាតុរបស់វាដែលមានចំណង covalent ។ ចំណងបែបនេះមិនត្រឹមតែមាននៅក្នុងគ្រីស្តាល់លោហៈប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែវាក៏មាននៅក្នុងការរលាយ និងនៅក្នុងស្ថានភាពអាម៉ូញាក់ផងដែរ។ វា​ហៅថា

លោហធាតុ កំណត់ចរន្តអេឡិចត្រូនិចនៃលោហធាតុ។

អេឡិចត្រុងនៅក្នុងលោហៈផ្លាស់ទីដោយចៃដន្យ ឆ្លងកាត់ពីអាតូមមួយទៅអាតូមមួយទៀត បង្កើតជាឧស្ម័នអេឡិចត្រុង។ អ៊ីយ៉ុងដែកដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមានគ្រាន់តែរំកិលបន្តិចជុំវិញទីតាំងរបស់វានៅក្នុងបន្ទះគ្រីស្តាល់ នៅពេលដែលលោហៈត្រូវបានកំដៅ រំញ័រនៃ cations កើនឡើង និងភាពធន់ទ្រាំអគ្គិសនីនៃលោហៈកើនឡើង។ ដោយសារវត្តមានរបស់អេឡិចត្រុងសេរី ដែលមិនមានទំនាក់ទំនងជាមួយអាតូមជាក់លាក់ លោហធាតុធ្វើចរន្តអគ្គិសនី និងកំដៅបានល្អ។

លក្ខណៈរូបវន្តនៃលោហធាតុដូចជា ចរន្តកំដៅ និងចរន្តអគ្គិសនីខ្ពស់ ភាពធន់ និងភាពងាយរលាយ ភាពរលោងនៃលោហធាតុអាចត្រូវបានពន្យល់ដោយផ្អែកលើគោលគំនិតនៃឧស្ម័នអេឡិចត្រុង។ ចំណងលោហធាតុមានកម្លាំងខ្លាំង ព្រោះលោហៈភាគច្រើនមានចំណុចរលាយខ្ពស់។

ការបកស្រាយយ៉ាងម៉ត់ចត់បន្ថែមទៀតនៃចំណងលោហធាតុអនុញ្ញាតឱ្យយើងផ្តល់ឱ្យ វិធីសាស្ត្រគន្លងម៉ូលេគុល. សូមចាំថា នៅពេលដែលគន្លងអាតូមិកពីរធ្វើអន្តរកម្ម នោះគន្លងម៉ូលេគុលពីរត្រូវបានបង្កើតឡើង៖ ចំណងមួយ និងគន្លងប្រឆាំងបង្គុំ។ មានការបំបែកកម្រិតថាមពលជាពីរ។ ប្រសិនបើអាតូមលោហៈបួនមានអន្តរកម្មក្នុងពេលដំណាលគ្នានោះគន្លងម៉ូលេគុលចំនួនបួនត្រូវបានបង្កើតឡើង។ ជាមួយនឹងអន្តរកម្មក្នុងពេលដំណាលគ្នានៃភាគល្អិត N ដែលមាននៅក្នុងគ្រីស្តាល់មួយ គន្លងម៉ូលេគុល N ត្រូវបានបង្កើតឡើង ហើយតម្លៃនៃ N អាចឈានដល់តម្លៃដ៏ធំដែលអាចប្រៀបធៀបទៅនឹងចំនួន

Avogadro (6 1023) ។ គន្លងម៉ូលេគុលដែលបង្កើតឡើងដោយគន្លងអាតូមិកនៃកម្រិតរងដូចគ្នាគឺជិតគ្នាណាស់ ដែលពួកវាអាចបញ្ចូលគ្នាយ៉ាងជាក់ស្តែង បង្កើតបានជាជាក់លាក់មួយ។

តំបន់ថាមពល (រូបភាព 10) ។

អង្ករ។ 10. ការបង្កើតក្រុមថាមពលនៅក្នុងគ្រីស្តាល់មួយ។

ពិចារណាការបង្កើតក្រុមថាមពលនៅលើឧទាហរណ៍នៃជាតិសូដ្យូមលោហធាតុ,

វិធីសាស្រ្តគន្លងម៉ូលេគុល (MO) ត្រូវបានអក្សរកាត់នៅក្នុងអក្សរសិល្ប៍ថាជាការរួមបញ្ចូលគ្នាលីនេអ៊ែរនៃវិធីសាស្ត្រគន្លងអាតូម (LCAO) ។ ម៉ូលេគុលត្រូវបានចាត់ទុកថាទាំងមូល ហើយមិនមែនជាបណ្តុំនៃអាតូមដែលរក្សាលក្ខណៈបុគ្គលរបស់ពួកគេនោះទេ។ អេឡិចត្រុងនីមួយៗជាកម្មសិទ្ធិរបស់ម៉ូលេគុលទាំងមូលទាំងមូល ហើយផ្លាស់ទីក្នុងវាលនៃស្នូលរបស់វាទាំងអស់ និងអេឡិចត្រុងផ្សេងទៀត។

ស្ថានភាពនៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងម៉ូលេគុលមួយត្រូវបានពិពណ៌នាដោយមុខងាររលកអេឡិចត្រុងមួយ។ ខ្ញុំ (ខ្ញុំមធ្យោបាយ ខ្ញុំអេឡិចត្រុង) ។ មុខងារនេះត្រូវបានគេហៅថាគន្លងម៉ូលេគុល (MO) ហើយត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយចំនួនជាក់លាក់នៃលេខ Quantum ។ វាត្រូវបានគេរកឃើញថាជាលទ្ធផលនៃការដោះស្រាយសមីការ Schrödinger សម្រាប់ប្រព័ន្ធម៉ូលេគុលដែលមានអេឡិចត្រុងមួយ។ មិនដូចគន្លងអាតូមិកកណ្តាលតែមួយ (AO) ទេ គន្លងម៉ូលេគុលតែងតែជាពហុកណ្តាល ដោយសារចំនួនស្នូលក្នុងម៉ូលេគុលមួយមានយ៉ាងហោចណាស់ពីរ។ ចំពោះអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមមួយ ការ៉េនៃម៉ូឌុលនៃអនុគមន៍រលក | ខ្ញុំ | 2 កំណត់ដង់ស៊ីតេប្រូបាប៊ីលីតេនៃការស្វែងរកអេឡិចត្រុង ឬដង់ស៊ីតេនៃពពកអេឡិចត្រុង។ គន្លងម៉ូលេគុលនីមួយៗ ខ្ញុំកំណត់ដោយតម្លៃជាក់លាក់នៃថាមពល អ៊ី. វាអាចត្រូវបានកំណត់ដោយការដឹងពីសក្តានុពលអ៊ីយ៉ូដនៃគន្លងដែលបានផ្តល់ឱ្យ។ ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃម៉ូលេគុលមួយ (ស្ថានភាពមិនគួរឱ្យរំភើបទាបរបស់វា) ត្រូវបានផ្តល់ឱ្យដោយសំណុំនៃ MOs ដែលកាន់កាប់ដោយអេឡិចត្រុង។ ការបំពេញគន្លងម៉ូលេគុលជាមួយអេឡិចត្រុងគឺផ្អែកលើការសន្មត់សំខាន់ពីរ។ អេឡិចត្រុងនៅក្នុងម៉ូលេគុលមួយកាន់កាប់គន្លងដោយសេរីដែលមានថាមពលទាបបំផុត ហើយ MO មួយមិនអាចផ្ទុកអេឡិចត្រុងលើសពីពីរជាមួយនឹងការបង្វិលប្រឆាំងប៉ារ៉ាឡែល (គោលការណ៍ Pauli) ។ ប្រសិនបើម៉ូលេគុលមាន 2 នអេឡិចត្រុង បន្ទាប់មកដើម្បីពិពណ៌នាអំពីការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចរបស់វា វាត្រូវបានទាមទារ នគន្លងម៉ូលេគុល ជាការពិតណាស់ នៅក្នុងការអនុវត្តជាក់ស្តែង ចំនួនតូចជាងនៃ MOs ត្រូវបានគេពិចារណាជាញឹកញាប់ ដោយប្រើគំនិតនៃ valence electrons ពោលគឺ អេឡិចត្រុងទាំងនោះដែលចូលទៅក្នុងចំណងគីមី។

នៅពេលដែលអេឡិចត្រុងមួយនៃម៉ូលេគុលឆ្លងកាត់ពី MO ដែលកាន់កាប់ទៅ MO សេរីខ្ពស់ ម៉ូលេគុលទាំងមូលឆ្លងកាត់ពីស្ថានភាពដី (Ψ) ទៅកាន់ស្ថានភាពរំភើប ( * ) សម្រាប់ម៉ូលេគុលមួយ មានសំណុំជាក់លាក់នៃរដ្ឋអនុញ្ញាត ដែលត្រូវនឹងតម្លៃថាមពលជាក់លាក់។ ការផ្លាស់ប្តូររវាងរដ្ឋទាំងនេះជាមួយនឹងការស្រូប និងការបំភាយពន្លឺផ្តល់នូវការកើនឡើងដល់វិសាលគមអេឡិចត្រូនិចនៃម៉ូលេគុល។

ដើម្បីស្វែងរកវិសាលគមថាមពលនៃម៉ូលេគុល វាចាំបាច់ក្នុងការដោះស្រាយសមីការ Schrödinger នៃទម្រង់

Ĥ = អ៊ី , (5.15)

ប្រសិនបើមុខងាររលកម៉ូលេគុលត្រូវបានគេស្គាល់។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ភាពលំបាកនៃការដោះស្រាយសមីការ (5.35) ស្ថិតនៅក្នុងការពិតដែលថាយើងជារឿយៗមិនដឹង។ ដូច្នេះបញ្ហាចម្បងមួយនៃមេកានិចកង់ទិចគឺការស្វែងរកមុខងាររលកម៉ូលេគុល។ វិធីសាមញ្ញបំផុតក្នុងការសរសេរគន្លងម៉ូលេគុលគឺត្រូវប្រើសំណុំជាក់លាក់នៃគន្លងអាតូមិកដែលទទួលបានសម្រាប់អាតូមដែលបង្កើតជាម៉ូលេគុល។ ប្រសិនបើគន្លងម៉ូលេគុលត្រូវបានតំណាងថាជា ខ្ញុំ, និងអាតូម - តាមរយៈφ kបន្ទាប់មកទំនាក់ទំនងទូទៅសម្រាប់ MO មានទម្រង់

ឧ. MO គឺជាការរួមបញ្ចូលគ្នាលីនេអ៊ែរនៃគន្លងអាតូមិច φ kជាមួយនឹងមេគុណរបស់ពួកគេ។ ស៊ីក. ចំនួននៃដំណោះស្រាយឯករាជ្យសម្រាប់ ខ្ញុំគឺស្មើនឹងលេខ φ kនៅក្នុងមូលដ្ឋានដើម។ ដើម្បីកាត់បន្ថយចំនួនមុខងាររលកអាតូមិក មានតែ AOs ទាំងនោះប៉ុណ្ណោះដែលត្រូវបានជ្រើសរើសដែលរួមចំណែកដល់ចំណងគីមី។ លក្ខណៈ​សម្បត្តិ​ស៊ីមេទ្រី MO អាច​ត្រូវ​បាន​កំណត់​ពី​សញ្ញា និង​តម្លៃ​លេខ​នៃ​មេគុណ ស៊ីក(មេគុណ LCAO) និងលក្ខណៈស៊ីមេទ្រីនៃគន្លងអាតូមិច។ ការបំពេញគន្លងម៉ូលេគុលជាមួយអេឡិចត្រុងត្រូវបានអនុវត្តដោយការប្ៀបប្ដូចជាមួយអាតូមិក។ ការគណនាត្រឹមត្រូវបំផុតសម្រាប់ម៉ូលេគុលត្រូវបានអនុវត្តដោយវិធីសាស្ត្រវាលស្របដោយខ្លួនឯង (SFC) ។ គន្លងម៉ូលេគុលដែលត្រូវបានគណនាដោយវិធីសាស្ត្រ SSP គឺនៅជិតបំផុតទៅនឹងវត្ថុពិត ហើយត្រូវបានគេហៅថា Hartree-Fock orbitals ។

5.3.3 ការអនុវត្តវិធីសាស្រ្តគន្លងម៉ូលេគុល
ដើម្បីពិពណ៌នាអំពីចំណងគីមីនៅក្នុងអ៊ីយ៉ុង H 2 +

ម៉ូលេគុលឌីអាតូមសាមញ្ញបំផុតគឺម៉ូលេគុលអ៊ីដ្រូសែន H 2 ដែលចំណងគីមីត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយអេឡិចត្រុងពីរ (ប្រភេទ 1 ស) ជាកម្មសិទ្ធិរបស់អាតូមអ៊ីដ្រូសែន។ ប្រសិនបើអេឡិចត្រុងមួយត្រូវបានដកចេញ នោះយើងទទួលបានប្រព័ន្ធសាមញ្ញជាង H 2 + - អ៊ីយ៉ុងអ៊ីដ្រូសែនម៉ូលេគុល ដែលចំណងគីមីត្រូវបានអនុវត្តដោយអេឡិចត្រុងមួយ។ ភាគល្អិតមានស្ថេរភាពនេះជាមួយនឹងចម្ងាយអន្តរនុយក្លេអ៊ែរ r អ៊ី(H 2 +) = 0.106 nm ថាមពល dissociation ឃ 0 (H 2 +) = 2.65 eV ។ តាមទស្សនៈនៃមេកានិចកង់ទិច បញ្ហានេះគឺពហុកណ្តាល អេឡិចត្រុងមួយវិលជុំវិញស្នូល (រូបភាព 5.10) ។

សមីការ Schrödinger សម្រាប់ប្រព័ន្ធបែបនេះត្រូវបានសរសេរក្នុងទម្រង់ (5.15) ដែលជាមុខងាររលកនៃអ៊ីយ៉ុងម៉ូលេគុល H 2 + ដែលត្រូវបានផ្សំឡើងដោយមុខងាររលកនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែនក្នុងទម្រង់

= ជាមួយ១ j ១ + ជាមួយ 2 j 2 , (5.17)

ដែល j 1 និង j 2 គឺជាមុខងាររលកអាតូមិក (1 សគន្លងអាតូមនៃអ៊ីដ្រូសែន); ជាមួយ 1 និង ជាមួយ 2 - មេគុណដែលត្រូវកំណត់; Ĥ គឺជាប្រតិបត្តិករ Hamilton ដែលមានទម្រង់

ពាក្យបីចុងក្រោយផ្តល់តម្លៃនៃថាមពលសក្តានុពលនៃអន្តរកម្មនុយក្លេអ៊ែរ និងអេឡិចត្រុង-នុយក្លេអ៊ែរ។ រ 12 - ចម្ងាយរវាងស្នូល, r 1 និង r 2 គឺជាចម្ងាយពីអេឡិចត្រុងទៅស្នូលដែលត្រូវគ្នា។

ដូចខាងក្រោមពីរូប។ 5.10 អេឡិចត្រុងមួយផ្លាស់ទីជុំវិញស្នូលពីរ ដែលត្រូវបានគេសន្មត់ថានៅស្ថានី។ បញ្ហាបែបនេះមិនអាចដោះស្រាយបានយ៉ាងពិតប្រាកដនៅក្នុងមេកានិចកង់ទិចទេ ដូច្នេះយើងនឹងពិចារណាដំណោះស្រាយប្រហាក់ប្រហែលរបស់វាដោយវិធីសាស្ត្រ MO ។ នេះនឹងអនុញ្ញាតឱ្យយើងស្គាល់ពីលក្ខណៈពិសេសបំផុតនៃវិធីសាស្រ្ត។ រូបភាពរូបវន្តនៃការបង្កើតចំណងគីមីនឹងត្រូវបានបង្ហាញតាមលក្ខណៈគុណភាព ទោះបីជាតម្លៃប្រហាក់ប្រហែលនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រ ជាមួយ 1 និង ជាមួយ 2 នៅពេលកត់ត្រាមុខងាររលក។ មូលដ្ឋានគ្រឹះនៃទ្រឹស្តីនៃវិធីសាស្រ្តសម្រាប់អ៊ីយ៉ុង H 2 + សាមញ្ញបំផុតនឹងបម្រើជាចំណុចចាប់ផ្តើមសម្រាប់ការយល់ដឹងអំពីធម្មជាតិនៃចំណងគីមីនៅក្នុងម៉ូលេគុលស្មុគស្មាញជាង។

បញ្ហានៃការស្វែងរកមេគុណ ជាមួយ 1 និង ជាមួយ 2 និងថាមពលនៃប្រព័ន្ធ H 2 + នឹងត្រូវបានដោះស្រាយដោយប្រើវិធីសាស្ត្របំរែបំរួល។ ខ្លឹមសារនៃវិធីសាស្រ្តមានដូចខាងក្រោម។ យើងគុណផ្នែកទាំងពីរនៃសមីការ (5.15) ដោយអនុគមន៍រលកផ្សំស្មុគស្មាញΨ * និងរួមបញ្ចូលលើជួរទាំងមូលនៃអថេរ។ ជាលទ្ធផលយើងទទួលបានការបញ្ចេញមតិ៖

កន្លែងណា ឃτ គឺជាបរិមាណបឋម (នៅក្នុងប្រព័ន្ធកូអរដោណេ Cartesian ឃτ = dx dy dz).

ប្រសិនបើមុខងាររលកត្រូវបានគេស្គាល់ (ក្នុងករណីរបស់យើងវាត្រូវបានផ្តល់ឱ្យដោយមេគុណ ជាមួយ 1 និង ជាមួយ 2) និង Hamiltonian Ĥ បន្ទាប់មកយើងអាចគណនាថាមពលនៃប្រព័ន្ធ អ៊ី. នៅក្នុងស្ថានភាពនៃលំនឹងថេរ ( r អ៊ី(H 2 +) = 0.106 nm) ថាមពលនៃប្រព័ន្ធ H 2 + គួរតែមានតិចតួចបំផុត។

ការជំនួសតម្លៃនៃមុខងារ (5.17) ទៅក្នុងកន្សោមសម្រាប់ថាមពល (5.19) យើងទទួលបាន

ដោយបានអនុវត្តការផ្លាស់ប្តូរសមស្រប យើងទទួលបាន

ដើម្បីសម្រួលការសម្គាល់នៃ (5.21) យើងណែនាំសញ្ញាណសម្រាប់អាំងតេក្រាល៖

វាធ្វើតាមពីលក្ខណៈសម្បត្តិនៃអាំងតេក្រាលត្រួតស៊ីគ្នា។ ស 12 = ស២១. ដោយគិតពីលក្ខណៈសម្បត្តិនៃការផ្លាស់ប្តូររបស់ប្រតិបត្តិករ Hamilton យើងអាចបង្ហាញវាបាន ហ 21 = ហ 12 .

ការជំនួស (5.21) តម្លៃនៃអាំងតេក្រាល (5.22) យើងទទួលបាន

វាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីគណនាតម្លៃថាមពលយោងទៅតាម (5.23) ប្រសិនបើតម្លៃនៃមេគុណត្រូវបានគេដឹង។ ជាមួយ 1 និង ជាមួយ២. ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយពួកគេមិនត្រូវបានគេដឹងនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃបញ្ហារបស់យើងទេ។ ដើម្បីស្វែងរកពួកវា វិធីសាស្ត្របំរែបំរួលត្រូវបានប្រើ យោងទៅតាមអនុគមន៍ Ψ (5.17) ត្រូវតែឆ្លើយតបទៅនឹងថាមពលអប្បបរមា។ អ៊ី. លក្ខខណ្ឌអប្បបរមា អ៊ីជាមុខងារមួយ។ ជាមួយ 1 និង ជាមួយ 2 នឹងស្មើនឹងសូន្យដេរីវេដោយផ្នែក៖ និង

ចូរ​យើង​រក​មើល​ដេរីវេ​ផ្នែក​ជា​មុន​សិន អ៊ីនៅលើ ពី 1ហើយកំណត់វាឱ្យស្មើសូន្យ។

បន្ទាប់ពីការផ្លាស់ប្តូរយើងទទួលបាន

ការប្រៀបធៀប (5.23) និង (5.25) យើងអាចសរសេរបាន។

ដាក់ជាក្រុមតាមអថេរ ជាមួយ 1 និង ជាមួយ២ យើងសរសេរឡើងវិញ (៥.២៦) ដូចតទៅ៖

ភាពខុសគ្នានៃតម្លៃថាមពល (5.24) ទាក់ទងនឹង ជាមួយ 2, ស្រដៀងគ្នានេះដែរយើងទទួលបាន

កន្សោម (5.27) និង (5.28) តំណាងឱ្យប្រព័ន្ធលីនេអ៊ែរនៃសមីការដែលមិនស្គាល់ពីរ ជាមួយ 1 និង ជាមួយ២. ដើម្បីឱ្យប្រព័ន្ធនេះអាចដោះស្រាយបាន វាចាំបាច់ដែលកត្តាកំណត់ដែលមានមេគុណនៃមិនស្គាល់ត្រូវស្មើនឹងសូន្យ ពោលគឺឧ។

ដោយសារ MO ត្រូវបានបង្កើតឡើងពីមុខងារអាតូមិកពីរ យើងទទួលបានកត្តាកំណត់លំដាប់ទីពីរ ដោយការរួមបញ្ចូលគ្នានៃមុខងាររលកអាតូមិកចំនួនបី យើងនឹងទទួលបានកត្តាកំណត់លំដាប់ទីបី។ល។ លេខនៅក្នុងសន្ទស្សន៍ស្របគ្នានឹងលេខជួរ (ទីមួយ) និងជាមួយលេខជួរឈរ (ទីពីរ) ។ ការ​ឆ្លើយឆ្លង​នេះ​អាច​ត្រូវ​បាន​ធ្វើ​ជា​ទូទៅ​ទៅ​លើ​មុខងារ​ដែល​ជា​ការ​ផ្សំ​លីនេអ៊ែរ នគន្លងអាតូមិច។ បន្ទាប់មកយើងទទួលបានកត្តាកំណត់ នប្រភេទលំដាប់

កន្លែងណា ខ្ញុំនិង jមាន នតម្លៃ។

កត្តាកំណត់អាចត្រូវបានធ្វើឱ្យសាមញ្ញដោយការកំណត់អាំងតេក្រាល។ ស 11 = ស 22 = 1 ប្រសិនបើមុខងាររលកអាតូមិកត្រូវបានធ្វើឱ្យធម្មតា។ អាំងតេក្រាល។ ស ១២តំណាងដោយ ស. ក្នុងករណីរបស់យើង។ ហ 11 = ហ 22 ព្រោះមុខងាររលកអាតូម φ 1 និង φ 2 គឺដូចគ្នា។ សម្គាល់អាំងតេក្រាល។ ហ 11 = ហ 22 = α , ក ហ 12 ដល់ β ។ បន្ទាប់មកកត្តាកំណត់ (5.29) នឹងមានទម្រង់

ការពង្រីកកត្តាកំណត់នេះ យើងទទួលបាន

ការដោះស្រាយសមីការ (5.33) ទាក់ទងនឹង អ៊ីយើងទទួលបានតម្លៃថាមពលពីរ

ដូច្នេះ នៅពេលដោះស្រាយសមីការ Schrödinger ជាមួយនឹងមុខងាររលកដែលគេស្គាល់ រហូតដល់មេគុណ ជាមួយ 1 និង ជាមួយ 2 យើងទទួលបាន eigenvalues ​​ថាមពលពីរ។ អនុញ្ញាតឱ្យយើងកំណត់តម្លៃនៃមេគុណ ជាមួយ 1 និង 2 ឬជាសមាមាត្ររបស់ពួកគេ ចាប់តាំងពីពីសមីការពីរ (5.27) និង (5.28) វាមិនអាចទៅរួចទេក្នុងការទទួលបានបីមិនស្គាល់ - អ៊ី, ស 1 និង ជាមួយ២. ការដឹងពីអត្ថន័យ អ៊ី សពី (5.33) មនុស្សម្នាក់អាចរកឃើញទំនាក់ទំនង ជាមួយ 1 /ជាមួយ 2 នៃ (5.28)

ការជំនួសតម្លៃ អ៊ី សពី (5.34) ចូលទៅក្នុងសមីការចុងក្រោយយើងទទួលបាន

កន្លែងណា ជាមួយ 1 =ជាមួយ 2 = ជាមួយ s.

ស្រដៀងគ្នានេះដែរ ការជំនួសក្នុង (5.28) ជំនួសវិញ។ អ៊ីអត្ថន័យ អ៊ីដូចដែលយើងទទួលបានទំនាក់ទំនងទីពីរដែលអាចធ្វើបាន:

ជាមួយ 1 /ជាមួយ 2 = -១ ឬ ជាមួយ 1 = - ជាមួយ 2 = ជាមួយជា (5.38)

ការជំនួស (5.37) និង (5.38) ទៅជា (5.17) នាំទៅរកដំណោះស្រាយពីរនៃសមីការ Schrödinger សម្រាប់ H 2 + ទៅគន្លងម៉ូលេគុលពីរ៖

ដើម្បីកំណត់តម្លៃលេខនៃមេគុណ ជាមួយ s និង ជាមួយដូចដែលយើងប្រើលក្ខខណ្ឌធម្មតាសម្រាប់មុខងារម៉ូលេគុល៖

ការជំនួសតម្លៃរបស់វាពី (5.39) ផ្តល់នូវកន្សោមដូចខាងក្រោមៈ

លក្ខខណ្ឌទីមួយ និងទីពីរនៅខាងស្តាំគឺស្មើនឹងមួយ ចាប់តាំងពី φ 1 និង φ 2 ត្រូវបានធ្វើឱ្យមានលក្ខណៈធម្មតា។ បន្ទាប់មក

ដូចគ្នានេះដែរមេគុណ ជាមួយ:

ប្រសិនបើអាំងតេក្រាលត្រួតស៊ីគ្នា។ សការធ្វេសប្រហែសបើប្រៀបធៀបទៅនឹងការរួបរួម (ទោះបីជាសម្រាប់ H 2 + អ៊ីយ៉ុង និងម៉ូលេគុល H 2 វាអាចប្រៀបធៀបទៅនឹងការរួបរួម ប៉ុន្តែសម្រាប់ជាប្រយោជន៍ទូទៅវាត្រូវបានមិនយកចិត្តទុកដាក់) បន្ទាប់មកយើងនឹងមាន:

ពី (5.39) និង (5.40) យើងទទួលបានមុខងាររលកម៉ូលេគុលពីរដែលត្រូវគ្នានឹងតម្លៃថាមពលពីរ អ៊ី សនិង អ៊ី ជា,

MOs ទាំងពីរគឺជាដំណោះស្រាយប្រហាក់ប្រហែលនៃសមីការ Schrödinger ដែលទទួលបានដោយវិធីសាស្ត្របំរែបំរួល។ មួយក្នុងចំណោមពួកគេមានថាមពលទាប (Ψ ស) ត្រូវ​នឹង​មេ​ទីពីរ (Ψ ជា) ទៅរដ្ឋដែលនៅជិតបំផុត។

ដោយផ្អែកលើមុខងាររលកដែលទទួលបាន (5.46) និង (5.47) មនុស្សម្នាក់អាចកំណត់ការបែងចែកដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអ៊ីយ៉ុងម៉ូលេគុល H 2 + ដែលត្រូវគ្នានឹងថាមពល។ អ៊ី សនិង អ៊ី ជា.

ដូចដែលអាចមើលឃើញ មុខងារស៊ីមេទ្រីនាំឱ្យមានការកើនឡើងនៃដង់ស៊ីតេបន្ទុកអេឡិចត្រុងនៅក្នុងតំបន់នៃមុខងាររលកអាតូមិកត្រួតលើគ្នា (នៅក្នុងលំហអន្តរនុយក្លេអ៊ែរ។ ប៉ុន្តែនិង អេ) នៅក្នុងការប្រៀបធៀបជាមួយនឹងដង់ស៊ីតេបន្ទុកដែលបានពិពណ៌នាដោយអនុគមន៍φ 1 2 និង φ 2 2 ។ មុខងាររលក antisymmetric នាំឱ្យមានការថយចុះនៃដង់ស៊ីតេបន្ទុក។ នៅលើរូបភព។ 5.11 នេះត្រូវបានបង្ហាញជាក្រាហ្វិក។ បន្ទាត់ចំនុចពណ៌នាអំពីដង់ស៊ីតេបន្ទុកនៃអាតូមនីមួយៗដែលបំបែកពីគ្នាទៅវិញទៅមកដោយចម្ងាយគ្មានកំណត់ ហើយបន្ទាត់រឹងបង្ហាញពីការបែងចែកដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអ៊ីយ៉ុងអ៊ីដ្រូសែនម៉ូលេគុលតាមអ័ក្សអន្តរនុយក្លេអ៊ែរ។ ជាក់ស្តែង មុខងាររលកស៊ីមេទ្រី (5.46) អនុគ្រោះដល់ការចែកចាយបន្ទុកបែបនេះ ដែលវាត្រូវបានប្រមូលផ្តុំរវាងស្នូល។ MO បែបនេះត្រូវបានគេហៅថាការចង។ ហើយផ្ទុយមកវិញ asymmetric MO (5.47) នាំឱ្យមានការថយចុះនៃដង់ស៊ីតេបន្ទុកនៅក្នុងលំហអន្តរនុយក្លេអ៊ែរ និងការប្រមូលផ្តុំរបស់វានៅជិតស្នូលអាតូមិកនីមួយៗ។

MO បែបនេះត្រូវបានគេហៅថា antibonding ឬ loosening ។ ដូច្នេះមានតែមុខងារស៊ីមេទ្រីប៉ុណ្ណោះដែលបណ្តាលឱ្យមានការបង្កើតម៉ូលេគុលដែលមានស្ថេរភាព (H 2 +) ។ នៅលើខ្សែកោងនៃការពឹងផ្អែកនៃថាមពលសក្តានុពលលើចម្ងាយរវាងស្នូល ( រ៉ាប៊ី) (សូមមើលរូប 5.11) នៅចម្ងាយមួយចំនួនទាំងនេះនឹងមានអប្បបរមា។ យើងទទួលបានខ្សែកោងសក្តានុពលពីរ៖ មួយសម្រាប់គន្លងនៃការផ្សារភ្ជាប់ និងទីពីរសម្រាប់ការបន្ធូរគន្លង (រូបភាព 5.12) ។

នៅក្នុងតម្លៃថាមពល អ៊ី ស(៥.៣៤) និង អ៊ី ជា(5.35) អាំងតេក្រាលដូចគ្នា α, β និង សទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយតម្លៃថាមពលមិនដូចគ្នាទេដោយសារតែភាពខុសគ្នានៃសញ្ញានៅខាងស្តាំដៃ។

ចូរយើងវិភាគអាំងតេក្រាលឱ្យបានលម្អិតបន្ថែមទៀត។ យើងជំនួសប្រតិបត្តិករ Hamilton (5.34) ទៅជាអាំងតេក្រាលទីមួយ។ បន្ទាប់មកយើងទទួលបាន៖

អាំងតេក្រាលអាចត្រូវបានធ្វើឱ្យសាមញ្ញប្រសិនបើយើងយកទៅក្នុងគណនីដែលជាប្រតិបត្តិករ Hamiltonian សម្រាប់អាតូមអ៊ីដ្រូសែនដែលមានអេឡិចត្រុងនៅជិតស្នូល ប៉ុន្តែ. វាផ្តល់តម្លៃនៃថាមពល អ៊ី 0 នៅក្នុងអាតូមអ៊ីដ្រូសែន។ ប្រតិបត្តិករ Hamilton សម្រាប់អ៊ីយ៉ុងអ៊ីដ្រូសែនម៉ូលេគុលអាចត្រូវបានសរសេរដូចខាងក្រោម:

កន្លែងណា អ៊ី 0 គឺជាថាមពលនៃស្ថានភាពដីនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន។

តម្លៃនៃអាំងតេក្រាល (5.50) ត្រូវបានសរសេរឡើងវិញដូចខាងក្រោម:

បរិមាណ អ៊ី 0 និង រ៉ាប៊ីគឺថេរ ហើយអាចត្រូវបានយកចេញពីសញ្ញាអាំងតេក្រាល៖

ចាប់តាំងពីមុខងាររលក φ 1 ត្រូវបានធ្វើឱ្យមានលក្ខណៈធម្មតា ពោលគឺបន្ទាប់មក

កន្លែងណា ខ្ញុំតំណាង​ឱ្យ​អាំងតេក្រាល​ដែល​ហៅ​ថា Coulomb

ដែលមិនមែនជាការងាយស្រួលបំផុតក្នុងការគណនានោះទេ ប៉ុន្តែទោះជាយ៉ាងណា វាបានរួមចំណែកយ៉ាងសំខាន់ដល់ថាមពលសរុបនៃប្រព័ន្ធ។

ដូច្នេះអាំងតេក្រាល។ ហ 11 = ហ 22 = α ដូចដែលអាចមើលឃើញពី (5.54) មានបីផ្នែក និងបង្ហាញពីអន្តរកម្ម Coulomb បុរាណនៃភាគល្អិត។ វារួមបញ្ចូលថាមពលនៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមអ៊ីដ្រូសែនដី ( អ៊ី 0) ការច្រានចោលស្នូលរបស់ Coulomb ( អ៊ី 2 /រ៉ាប៊ី) និងថាមពល ខ្ញុំអន្តរកម្ម Coulomb នៃប្រូតុងទីពីរ ( អេ) ជាមួយនឹងពពកអេឡិចត្រុងជុំវិញប្រូតុងទីមួយ ( ប៉ុន្តែ) នៅចម្ងាយនៃលំនឹងនៃលំនឹងអន្តរនុយក្លេអ៊ែរ អាំងតេក្រាលនេះគឺអវិជ្ជមាន ហើយនៅចម្ងាយធំ ដែលការច្រានចោលនៃនុយក្លេអ៊ែរមានទំហំតូច វាគឺជាក់ស្តែងស្មើនឹងថាមពលនៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងគន្លងអាតូមិក ដូច្នេះហើយ នៅក្នុងការប៉ាន់ស្មានសូន្យ វាត្រូវបានយកស្មើនឹងថាមពលនៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមអ៊ីដ្រូសែន ( អ៊ី 0). មានតែនៅចម្ងាយតូចជាងលំនឹងទេ ដែលវាក្លាយជាវិជ្ជមាន និងកើនឡើងឥតកំណត់។

អាំងតេក្រាល។ ហ 12 = ហ 21 = β ត្រូវបានគេហៅថាការផ្លាស់ប្តូរឬ resonant ។ ថាមពលដែលបង្ហាញដោយអាំងតេក្រាល β មិនមាន analogue នៅក្នុងរូបវិទ្យាបុរាណទេ។ វាពិពណ៌នាអំពីការថយចុះបន្ថែមនៃថាមពលនៃប្រព័ន្ធ ដែលកើតឡើងដោយសារតែលទ្ធភាពនៃអេឡិចត្រុងផ្លាស់ទីពីស្នូល ប៉ុន្តែដល់ស្នូល អេដូចជាការផ្លាស់ប្តូររដ្ឋ φ 1 និង φ 2 ។ អាំងតេក្រាល​នេះ​ស្មើ​នឹង​សូន្យ​នៅ​ភាព​គ្មាន​ដែន​កំណត់ ហើយ​គឺ​អវិជ្ជមាន​នៅ​ចម្ងាយ​ផ្សេង​ទៀត (លើកលែង​តែ​អាំងតេក្រាល​តូច​ជាង​ខ្លី​បំផុត)។ ការរួមចំណែករបស់វាកំណត់ថាមពលនៃចំណងគីមី (អាំងតេក្រាលនេះកាន់តែធំ ចំណងកាន់តែរឹងមាំ)។ ដោយភាពស្រដៀងគ្នាជាមួយ (5.53) អាំងតេក្រាលនេះអាចត្រូវបានសរសេរដូចខាងក្រោម:

ដោយយកពាក្យថេរចេញពីសញ្ញាអាំងតេក្រាល យើងទទួលបាន

អាំងតេក្រាលត្រួតលើគ្នានៃគន្លងអាតូមិក (បញ្ជាក់ ស 12 = ស 21 = ស) ការ​បង្កើត​គន្លង​ម៉ូលេគុល​គឺ​ជា​បរិមាណ​គ្មាន​វិមាត្រ​និង​ស្មើ​នឹង​ការ​រួបរួម​នៅ រ៉ាប៊ី = 0 ធ្លាក់ចុះដល់សូន្យ នៅពេលដែលចម្ងាយអន្តរនុយក្លេអ៊ែរកើនឡើង។ នៅចម្ងាយរវាងអាតូមជិត ឬស្មើទៅនឹងលំនឹង អាំងតេក្រាលនៃការផ្លាស់ប្តូរ ហ 12 ធំជាងនៅក្នុងតម្លៃដាច់ខាត អាំងតេក្រាលត្រួតស៊ីគ្នាកាន់តែធំ។

ជាការពិតណាស់ សមភាព (5.57) អាចត្រូវបានសរសេរឡើងវិញដូចខាងក្រោម ប្រសិនបើយើងណែនាំសញ្ញាណ ស 12 និង ខេ

កន្លែងណា ខេតំណាងឱ្យអាំងតេក្រាលនៃប្រភេទ

ហៅថា អាំងតេក្រាលនៃការផ្លាស់ប្តូរ។

អាំងតេក្រាលចុងក្រោយនៅក្នុង (5.57) ផ្តល់នូវការបន្ថែមអវិជ្ជមានចម្បងទៅនឹងអាំងតេក្រាលនៃការផ្លាស់ប្តូរទូទៅ ហ 12 .

ប្រសិនបើតម្លៃនៃអាំងតេក្រាល។

សម្រាប់ស្ថានភាព antisymmetric យើងទទួលបានតម្លៃដូចខាងក្រោម

ការគណនាអាំងតេក្រាល។ ខ្ញុំនិង ខេមានភាពស្មុគ្រស្មាញ ប៉ុន្តែវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីប៉ាន់ប្រមាណការពឹងផ្អែករបស់ពួកគេលើចម្ងាយរវាងស្នូលនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន។ លទ្ធផលនៃការពឹងផ្អែកនេះត្រូវបានបង្ហាញដោយខ្សែកោងថាមពលដែលមានសក្តានុពលនៅក្នុងរូបភព។ ៥.១២.

ដូចដែលអាចមើលឃើញពីរូបភព។ 5.12 រដ្ឋថាមពលស៊ីមេទ្រីនាំទៅរកអប្បបរមានៃថាមពលសក្តានុពល ដូច្នេះភាគល្អិតមានស្ថេរភាព H 2 + ត្រូវបានបង្កើតឡើង។ រដ្ឋ antisymmetric ត្រូវគ្នាទៅនឹងស្ថានភាពថាមពលមិនស្ថិតស្ថេរ។ ក្នុងករណីនេះ អេឡិចត្រុងនឹងស្ថិតនៅក្នុងគន្លង antisymmetric ហើយអ៊ីយ៉ុងម៉ូលេគុល H 2 + នឹងមិនត្រូវបានបង្កើតឡើងទេ។ អាស្រ័យហេតុនេះ អ៊ី សត្រូវគ្នាទៅនឹងស្ថានភាពដី និង ជា- ស្ថានភាពរំភើបដំបូងនៃអ៊ីយ៉ុងម៉ូលេគុល H 2 + ។

ប្រសិនបើយើងសន្មតថាប្រហែល ស 12 = 0 និងរក្សាកំណត់ចំណាំសម្រាប់ ហ១១ និង ហ 12 រៀងគ្នាតាមរយៈ α និង β បន្ទាប់មកកន្សោមសម្រាប់មុខងាររលកនៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងម៉ូលេគុលមួយ និងថាមពលរបស់វាកើតឡើងលើទម្រង់សាមញ្ញមួយ៖

ចាប់តាំងពីអាំងតេក្រាល។ β គឺអវិជ្ជមានបន្ទាប់មក អ៊ី 1 < E 2 .

ដូច្នេះ វិធីសាស្ត្រ MO បង្ហាញថា នៅពេលដែលអាតូមពីរត្រូវបានបញ្ចូលគ្នាទៅក្នុងម៉ូលេគុលមួយ ស្ថានភាពពីរនៃអេឡិចត្រុងគឺអាចធ្វើទៅបាន៖ - គន្លងម៉ូលេគុលពីរ 1 និង 2 មួយក្នុងចំណោមពួកវាមានថាមពលទាបជាង អ៊ី 1, មួយទៀតដែលមានថាមពលខ្ពស់ជាង អ៊ី២. ដោយសារវត្តមានរបស់អេឡិចត្រុងទាំងពីរ និងមួយគឺអាចធ្វើទៅបាននៅលើ MO វិធីសាស្ត្រ MO ធ្វើឱ្យវាអាចប៉ាន់ប្រមាណការរួមចំណែកដល់ចំណងគីមីមិនត្រឹមតែនៃគូអេឡិចត្រុងប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏មានអេឡិចត្រុងនីមួយៗផងដែរ។

វិធីសាស្រ្ត MO LCAO សម្រាប់អ៊ីយ៉ុង H 2 + ផ្តល់តម្លៃ អ៊ី 0 = 1.77 eV និង r 0 = 0.13 nm និងយោងទៅតាមទិន្នន័យពិសោធន៍ អ៊ី 0 = 2.79 eV និង r 0 = 0.106 nm, i.e. ការគណនាគឺស្ថិតក្នុងការព្រមព្រៀងគុណភាពជាមួយនឹងទិន្នន័យពិសោធន៍។

ប្រសិនបើក្នុងអំឡុងពេលនៃការបង្កើតម៉ូលេគុលពីអាតូម អេឡិចត្រុងមួយកាន់កាប់គន្លងទាប នោះថាមពលសរុបនៃប្រព័ន្ធនឹងថយចុះ - ចំណងគីមីត្រូវបានបង្កើតឡើង។

ដូច្នេះមុខងាររលក 1 (ដែលត្រូវគ្នានឹង ស) ត្រូវបានគេហៅថាគន្លងភ្ជាប់។ ការផ្លាស់ប្តូរនៃអេឡិចត្រុងទៅគន្លងខាងលើ 2 (ដែលត្រូវគ្នានឹង ជា) នឹងបង្កើនថាមពលនៃប្រព័ន្ធ។ ការតភ្ជាប់មិនត្រូវបានបង្កើតឡើងទេ ប្រព័ន្ធនឹងកាន់តែមានស្ថេរភាព។ គន្លងបែបនេះត្រូវបានគេហៅថា antibonding orbital ។ សកម្មភាពចង និងបន្ធូរនៃអេឡិចត្រុងត្រូវបានកំណត់ដោយទម្រង់នៃមុខងាររលក 1 និង 2 ។

នៅក្នុងម៉ូលេគុលអ៊ីដ្រូសែន H 2 អេឡិចត្រុងពីរត្រូវបានដាក់ក្នុងគន្លងនៃការផ្សារភ្ជាប់ទាប ដែលនាំទៅរកការកើនឡើងនៃកម្លាំងចំណង និងការថយចុះថាមពលនៃគន្លងនៃចំណង។ លទ្ធផលនៃការគណនាដោយវិធីសាស្ត្រ MO សម្រាប់ម៉ូលេគុលអ៊ីដ្រូសែន H2 នាំទៅរកតម្លៃ អ៊ី 0 = 2.68 eV និង r 0 = 0.085 nm ហើយការពិសោធន៍ផ្តល់តម្លៃ អ៊ី 0 = 4.7866 eV និង r 0 = 0.074 nm ។ លទ្ធផលបានយល់ព្រមតាមលំដាប់លំដោយ ទោះបីជាថាមពលនៃរដ្ឋទាបបំផុតខុសគ្នាដោយស្ទើរតែកត្តាពីរពីតម្លៃដែលទទួលបានដោយពិសោធន៍ក៏ដោយ។ ស្រដៀងគ្នានេះដែរ គន្លងម៉ូលេគុលត្រូវបានបង្កើតឡើងសម្រាប់ម៉ូលេគុល diatomic ផ្សេងទៀតដែលមានអាតូមធ្ងន់ជាង។

៥.៤. ប្រភេទនៃចំណងគីមី
នៅក្នុងម៉ូលេគុល diatomic ។
σ -និង π-ការតភ្ជាប់

ប្រភេទចំណងទូទៅបំផុតនៅក្នុងម៉ូលេគុលគឺ σ- និង π-bonds ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងជាលទ្ធផលនៃពពកអេឡិចត្រុងត្រួតលើគ្នានៃអេឡិចត្រុងខាងក្រៅ (វ៉ាឡង់) ។ មានប្រភេទផ្សេងទៀតនៃចំណងគីមីដែលជាលក្ខណៈនៃសមាសធាតុស្មុគស្មាញដែលមានអាតូមនៃធាតុធ្ងន់បំផុត។

នៅលើរូបភព។ 5.13 និង 5.14 បង្ហាញជម្រើសធម្មតាសម្រាប់ការត្រួតស៊ីគ្នា s-, រ- និង ឃ-ពពកអេឡិចត្រុងកំឡុងពេលបង្កើតចំណងគីមី។ ការត្រួតស៊ីគ្នារបស់ពួកគេកើតឡើងតាមរបៀបដែលសម្រាប់ប្រវែងចំណងដែលបានផ្តល់ឱ្យតំបន់នៃការត្រួតស៊ីគ្នាគឺធំបំផុតដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងកម្លាំងអតិបរមាដែលអាចធ្វើបាននៃចំណងគីមី។

នៅក្រោមចំណង σ-bond ក្នុងម៉ូលេគុលមួយ យើងមានន័យថា ចំណងបែបនេះ ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយសារតែការត្រួតស៊ីគ្នានៃផ្នែកខាងក្រៅ។ ស- ឬ ទំ- អេឡិចត្រុង។ ជាមួយនឹងការត្រួតស៊ីគ្នានេះ ពពកអេឡិចត្រុងនៅក្នុងចន្លោះរវាងអាតូមមានស៊ីមេទ្រីរាងស៊ីឡាំងអំពីអ័ក្សឆ្លងកាត់ស្នូលនៃអាតូម (សូមមើលរូបភាព 5.13) ។ មុខងាររលកត្រូវបានកំណត់ដោយតម្លៃនៃដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងនៅក្នុងលំហអន្តរនុយក្លេអ៊ែរ (សូមមើលរូបភាព 5.13) ។ ដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងអតិបរមាត្រូវបានពិពណ៌នាដោយ σ-bonding MO orbital និងអប្បបរមាដោយ σ*-antibonding one។ នៅក្នុងការភ្ជាប់ MOs ដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងរវាងស្នូលគឺធំជាងគេ ហើយការច្រានចោលនៃស្នូលមានការថយចុះ។ ថាមពលនៃម៉ូលេគុលគឺតិចជាងថាមពលរបស់ AO ម៉ូលេគុលមានស្ថេរភាព អាំងតេក្រាលត្រួតស៊ីគ្នា។ ស > 0. នៅក្នុងការប្រឆាំងបង្គុំ (ឬការបន្ធូរ) MOs ដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងរវាងស្នូលគឺសូន្យ ការច្រានចោលនៃស្នូលកើនឡើង ហើយថាមពល MO គឺធំជាងថាមពល AO ។ ស្ថានភាពនៃម៉ូលេគុលមិនស្ថិតស្ថេរ អាំងតេក្រាលត្រួតស៊ីគ្នា។ ស< 0.

គូនីមួយៗនៃ AOs បង្កើតបានជា MO ផ្តល់នូវគន្លងម៉ូលេគុលពីរ (ការផ្សារភ្ជាប់ និងការប្រឆាំង) ដែលត្រូវបានឆ្លុះបញ្ចាំងនៅក្នុងរូបរាងនៃកម្រិតថាមពលពីរ ហើយតាមនោះ ខ្សែកោងសក្តានុពល (សូមមើលរូបភាព 5.12) ។ នៅក្នុងស្ថានភាពធម្មតា គន្លងផ្សារភ្ជាប់ត្រូវបានបំពេញដោយអេឡិចត្រុង។

បន្ថែមពីលើការផ្សារភ្ជាប់ និងប្រឆាំងអ័រប៊ីតាល់ មានគន្លងដែលមិនភ្ជាប់។ ជាធម្មតានេះគឺជា AO នៃអាតូមដែលមិនបង្កើតចំណងគីមី។ អាំងតេក្រាលត្រួតលើគ្នាក្នុងករណីនេះគឺស្មើនឹងសូន្យ។ តើមានអ្វីកើតឡើងប្រសិនបើ AOs ជាកម្មសិទ្ធិរបស់ប្រភេទផ្សេងគ្នានៃស៊ីមេទ្រី។

រួមជាមួយនឹង σ-bonds π-bonds ក៏អាចមាននៅក្នុងម៉ូលេគុល ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងជាលទ្ធផលនៃការត្រួតគ្នានៃអាតូម p-orbitals ឬ ឃ- និង រ-orbitals (រូបភាព 5.14) ។

ពពកអេឡិចត្រុង π-bond មិនមានស៊ីមេទ្រីអ័ក្សទេ។ វាគឺស៊ីមេទ្រីទាក់ទងទៅនឹងយន្តហោះដែលឆ្លងកាត់អ័ក្សនៃម៉ូលេគុល។ ដង់ស៊ីតេនៃពពកអេឡិចត្រុងបាត់នៅក្នុងយន្តហោះនេះ។ នៅលើរូបភព។ 5.15 បង្ហាញពីការបង្កើតចំណងπ និងដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងសម្រាប់
π s-orbitals ។ π-bond គឺខ្សោយជាង σ-bond ហើយថាមពលនៃ π-bond ត្រូវបានបង្ហាញនៅលើដ្យាក្រាមកម្រិតខាងលើថាមពលនៃ σ-bond ។ ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃម៉ូលេគុល និងការបំពេញសំបកផ្សេងៗជាមួយអេឡិចត្រុងត្រូវបានអនុវត្តតាមរបៀបដូចគ្នាទៅនឹងអាតូម។ អេឡិចត្រុងត្រូវបានដាក់ជាស៊េរីជាពីរដោយគិតគូរពីគោលការណ៍ Pauli (ចាប់ផ្តើមពី MO ទាបជាង និងបញ្ចប់ដោយខ្ពស់ជាងមួយ) ជាមួយនឹងការបង្វិលផ្ទុយគ្នាសម្រាប់កម្រិតថាមពលនីមួយៗ (ដោយគ្មាន degeneracy) ។

ពិចារណាអំពីចំណងគីមីនៅក្នុងម៉ូលេគុលឌីអាតូមដ៏សាមញ្ញបំផុត កម្រិតថាមពល និងការបំពេញរបស់វាជាមួយអេឡិចត្រុង។

វាត្រូវបានគេដឹងថានៅក្នុងអ៊ីយ៉ុងនៃម៉ូលេគុល H 2 + ចំណងគីមីត្រូវបានអនុវត្តដោយ 1 ស-អេឡិចត្រុង ហើយវាស្ថិតនៅលើគន្លងភ្ជាប់ σ s ។ នេះមានន័យថាចាប់ពី ១ ស- អាតូមគន្លង, ម៉ូលេគុលភ្ជាប់ σ-orbital ត្រូវបានបង្កើតឡើង។ សម្រាប់ម៉ូលេគុលអ៊ីដ្រូសែន H 2 មានពីរ 1 រួចហើយ សអេឡិចត្រុងបង្កើតបានជាគន្លងស្រដៀងគ្នា - (σ s) ២. យើងអាចសន្មត់ថា អេឡិចត្រុងភ្ជាប់ពីរត្រូវគ្នាទៅនឹងចំណងគីមីតែមួយ។ ចូរយើងពិចារណារចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃម៉ូលេគុល He 2 ។ អាតូមអេលីយ៉ូមមានវ៉ាឡង់ពីរ (១ ស-electron) នៃអេឡិចត្រុង ដូច្នេះនៅពេលពិចារណាលើម៉ូលេគុល យើងត្រូវដាក់ valence អេឡិចត្រុងចំនួនបួននៅក្នុងគន្លងម៉ូលេគុល។ យោងតាមគោលការណ៍ Pauli ពួកគេពីរនឹងស្ថិតនៅលើការផ្សារភ្ជាប់ σ s -orbital និងពីរផ្សេងទៀតនៅលើការបន្ធូរ σ s * -orbital ។ រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃម៉ូលេគុលនេះអាចត្រូវបានសរសេរដូចខាងក្រោម:

មិនមែន 2 [( σ s ) 2 ( σ s * ) 2 ] ។

ដោយសារ​អេឡិចត្រុង​ដែល​រលុង​មួយ​បំផ្លាញ​សកម្មភាព​នៃ​អេឡិចត្រុង​ដែល​ភ្ជាប់​នោះ ម៉ូលេគុល​បែបនេះ​មិនអាច​មាន​បានទេ។ វាមានចំណងពីរ និងអេឡិចត្រុងរលុងពីរ។ លំដាប់នៃចំណងគីមីគឺសូន្យ។ ប៉ុន្តែអ៊ីយ៉ុង He 2+ មានរួចហើយ។ សម្រាប់គាត់ រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិក នឹងមានទម្រង់ដូចខាងក្រោមៈ

មិនមែន 2 + [( σ s ) 2 ( σ s * ) 1 ] ។

អេឡិចត្រុងដែលរលុងមួយមិនផ្តល់សំណងសម្រាប់អេឡិចត្រុងដែលភ្ជាប់គ្នាពីរទេ។

ពិចារណាពីការបង្កើតម៉ូលេគុលពីអាតូមនៃធាតុនៃដំណាក់កាលទីពីរនៃតារាងតាមកាលកំណត់។ សម្រាប់ម៉ូលេគុលទាំងនេះយើងនឹងសន្មត់ថាអេឡិចត្រុងនៃស្រទាប់ដែលបំពេញមិនចូលរួមក្នុងចំណងគីមីទេ។ ម៉ូលេគុល Li 2 មានចំណងពីរ (2 ស) អេឡិចត្រុង - លី 2 (σ s) 2 . ម៉ូលេគុល Be 2 ត្រូវតែមានការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិច

ត្រូវ 2 [(σ s) 2 (σ s *) 2 ],

ដែលក្នុងនោះអេឡិចត្រុងចំនួន ៤ ស្ថិតនៅក្នុងគន្លងម៉ូលេគុល (២ ២ សអេឡិចត្រុងពីអាតូមនីមួយៗ) ។ ចំនួននៃអេឡិចត្រុងចង និងបន្ធូរគឺដូចគ្នា ដូច្នេះម៉ូលេគុល Be 2 មិនមានទេ (នៅទីនេះមានភាពស្រដៀងគ្នាពេញលេញជាមួយម៉ូលេគុល He 2)។

នៅក្នុងម៉ូលេគុល B 2 អេឡិចត្រុងចំនួនប្រាំមួយត្រូវដាក់ក្នុងគន្លងម៉ូលេគុល (បួន 2 ស-អេឡិចត្រុង និងពីរ ២ រ- អេឡិចត្រុង) ។ ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនឹងត្រូវបានសរសេរដូចខាងក្រោមៈ

B 2 [( σ s ) 2 ( σ s * ) 2 ( π x) (π y)].

អេឡិចត្រុងពីរនៅក្នុងម៉ូលេគុល B 2 មានទីតាំងនៅមួយក្នុងមួយπ x- និង π yគន្លងដែលមានថាមពលដូចគ្នា។ យោងទៅតាមក្បួនរបស់ Hund ពួកគេមានវិលស្របគ្នា (អេឡិចត្រុងពីរដែលមានវិលដូចគ្នាមិនអាចស្ថិតនៅលើគន្លងតែមួយបានទេ)។ ជាការពិត ការពិសោធន៍បង្ហាញវត្តមានរបស់អេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងពីរនៅក្នុងម៉ូលេគុលនេះ។

នៅក្នុងម៉ូលេគុលកាបូន C 2 អេឡិចត្រុងវ៉ាឡង់ចំនួនប្រាំបីត្រូវតែដាក់ក្នុងគន្លងម៉ូលេគុល (ពីរ 2 ស-អេឡិចត្រុង និងពីរ ២ រអេឡិចត្រុងនៃអាតូមមួយនិងអាតូមផ្សេងទៀត) ។ រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនឹងមើលទៅដូចនេះ:

С 2 [( σ s ) 2 ( σ s * ) 2 ( π x) 2 (π y) 2 ].

មានអេឡិចត្រុងរលុងពីរនៅក្នុងម៉ូលេគុល C 2 និងអេឡិចត្រុងជាប់គ្នាប្រាំមួយ។ អេឡិចត្រុងដែលលើសគឺបួន ដូច្នេះចំណងនៅក្នុងម៉ូលេគុលនេះគឺទ្វេដង។ ចំណងនៅក្នុងម៉ូលេគុលអាសូត N 2 ត្រូវបានអនុវត្តដោយអេឡិចត្រុង 2 ស 2 និង 2 រ៣. ពិចារណាតែការចូលរួមនៅក្នុងការតភ្ជាប់នៃបី unpaired ទំ- អេឡិចត្រុង។ ២ ស- អេឡិចត្រុងបង្កើតជាសំបកពេញ ហើយការចូលរួមរបស់ពួកគេក្នុងការបង្កើតចំណងគឺជិតដល់សូន្យ។ ពពកបី ភីច,ភី,ទំអេឡិចត្រុងលាតសន្ធឹងក្នុងទិសដៅកាត់កែងគ្នាបី។ ដូច្នេះមានតែ s-bond ប៉ុណ្ណោះដែលអាចធ្វើទៅបានក្នុងម៉ូលេគុលអាសូត ដោយសារការប្រមូលផ្តុំដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងតាមអ័ក្ស z(រូបភាព 5.16), i.e. s ត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយសារតែគូ ទំ- អេឡិចត្រុង។ ចំណងគីមីពីរដែលនៅសល់ក្នុងម៉ូលេគុល N 2 នឹងគ្រាន់តែជាចំណង p (ដោយសារការត្រួតស៊ីគ្នា ភីច–p x , p y–ភីអេឡិចត្រុង។ នៅក្នុងរូបភព។ ៥.១៦, ខការត្រួតគ្នានេះត្រូវបានបង្ហាញដោយឡែកពីគ្នា។

ដូច្នេះគូអេឡិចត្រុងធម្មតាចំនួនបីនៅក្នុងម៉ូលេគុលអាសូតបង្កើតបានមួយ s- និងពីរ p-bonds ។ ក្នុងករណីនេះ យើងនិយាយអំពីចំណងគីមីបីដង។ អាតូមពីរមិនអាចភ្ជាប់ដោយគូអេឡិចត្រុងលើសពីបីបានទេ។ ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃម៉ូលេគុល N 2 មានទម្រង់ដូចខាងក្រោមៈ

N 2 [( σ s ) 2 ( σ x*) 2 (π x ,y) 4 ( σ z) 2 ].

គន្លងដែលកាន់កាប់ខ្ពស់បំផុតគឺ σ z-គន្លង​បង្កើត​ឡើង​ដោយ​ការ​ត្រួត​គ្នា​ពីរ​ រ-orbitals, lobes ដែលត្រូវបានតម្រង់តាមអ័ក្សចំណង (axis z) នេះគឺដោយសារតែភាពទៀងទាត់នៃការផ្លាស់ប្តូរថាមពល 2 ស- និង ២ រ- អេឡិចត្រុងដែលមានចំនួនអាតូមកើនឡើងនៃធាតុ។

នៅក្នុងម៉ូលេគុលអុកស៊ីហ៊្សែន O 2 អេឡិចត្រុង valence ចំនួន 12 គួរតែត្រូវបានចែកចាយតាមគន្លងម៉ូលេគុល ដែល 2 ក្នុងការប្រៀបធៀបជាមួយនឹងម៉ូលេគុល N 2 គួរតែកាន់កាប់ការបន្ធូរនៃគន្លង។ រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចទូទៅនឹងត្រូវបានសរសេរជា:

О 2 [( σ s ) 2 ( σ s * ) 2 ( σ z ) 2 ( π x) 2 , (π y) 2 (π x*) 1 (π y *) 1 ].

ដូចនៅក្នុងម៉ូលេគុល B 2 អេឡិចត្រុងពីរដែលមានវិលស្របគ្នាកាន់កាប់ π ពីរផ្សេងគ្នា។ នេះកំណត់លក្ខណៈសម្បត្តិប៉ារ៉ាម៉ាញេទិកនៃម៉ូលេគុលអុកស៊ីហ្សែន ដែលត្រូវនឹងទិន្នន័យពិសោធន៍។ អេឡិចត្រុងភ្ជាប់លើសពីបួនផ្តល់នូវលំដាប់នៃចំណងនៅក្នុងម៉ូលេគុលស្មើនឹងពីរ។

នៅក្នុងម៉ូលេគុល F 2 បន្ទាប់ពីអុកស៊ីសែន វាចាំបាច់ក្នុងការដាក់បន្ថែម 2 valence orbitals នៅក្នុង orbitals រ-អេឡិចត្រុង ដូច្នេះម៉ូលេគុល ហ្វ្លុយអូរីន នឹងមានរចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចដូចខាងក្រោមៈ

F 2 [( σ s ) 2 ( σ s * ) 2 ( σ z) 2 (π x) 2 (π y) 2 (π x*) 2 (π y *) 2 ].

អេឡិចត្រុងដែលភ្ជាប់លើសពីពីរកំណត់លក្ខណៈនៃចំណងគីមីតែមួយនៅក្នុងម៉ូលេគុល F 2 ។

វាងាយស្រួលក្នុងការបង្ហាញថា ម៉ូលេគុល Ne 2 មិនមានទេ ដោយសារចំនួននៃអេឡិចត្រុងដែលភ្ជាប់នៅក្នុងវាគឺស្មើនឹងចំនួននៃការបន្ធូរ។

ចូរយើងពិចារណាអំពីរចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃម៉ូលេគុលឌីអាតូមនីមួយៗដែលមានអាតូមមិនដូចគ្នាដោយប្រើម៉ូលេគុល CO ជាឧទាហរណ៍។ នៅក្នុងម៉ូលេគុល CO មួយ valence អេឡិចត្រុង 10 មានទីតាំងនៅក្នុងគន្លងម៉ូលេគុល។ រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចរបស់វាគឺស្រដៀងទៅនឹង N 2 ដែលមានអេឡិចត្រុង valence ដប់នៅក្នុងគន្លងម៉ូលេគុលដូចគ្នា។ នេះពន្យល់ពីភាពជិតស្និទ្ធនៃលក្ខណៈសម្បត្តិគីមី និងរូបវន្តនៃម៉ូលេគុលទាំងនេះ។ នៅលើរូបភព។ 5.17 គឺជាដ្យាក្រាមនៃកម្រិតថាមពលនៃ MO នៅក្នុងម៉ូលេគុល CO ។

វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញពីដ្យាក្រាមថាកម្រិតថាមពល 2 ស-អេឡិចត្រុងនៃកាបូន និងអុកស៊ីហ៊្សែនមានភាពខុសគ្នាខ្លាំង ដូច្នេះការរួមផ្សំលីនេអ៊ែររបស់ពួកគេមិនអាចឆ្លើយតបទៅនឹង MO ពិតប្រាកដនៅក្នុងម៉ូលេគុលនេះទេ ព្រោះវាអាចធ្វើតាមការរួមផ្សំដ៏សាមញ្ញ។ ២ ស- អេឡិចត្រុងនៃអុកស៊ីសែននៅតែមាននៅក្នុងម៉ូលេគុលនៅកម្រិតថាមពលដូចគ្នានឹងអាតូម បង្កើតបានជាគន្លងម៉ូលេគុលមិនជាប់ចំណង (s H)។ ២ ស- AO នៃកាបូននៅក្នុងការរួមបញ្ចូលគ្នាលីនេអ៊ែរជាមួយនឹងស៊ីមេទ្រីដែលត្រូវគ្នា 2 រ- អុកស៊ីហ្សែន AO (២ ទំ) បង្កើតជាចំណង s និង antibonding s* molecular orbital ។ ជាមួយនឹងការរួមបញ្ចូលគ្នានៃលីនេអ៊ែរ 2 ទំ xនិង ២ r y- កាបូន AO និង​អុកស៊ីហ្សែន​បង្កើត​ជា​គន្លង​ម៉ូលេគុល ទំ x(ការតភ្ជាប់) និង π x* (បន្ធូរ) និងស្រដៀងគ្នា ទំ yនិងទំ y *. 2ទំ- AO នៃកាបូន, ទៅមួយណា សអេឡិចត្រុងដែលជាលទ្ធផលនៃប្រតិកម្មនឹងជាការមិនជាប់ចំណងទីពីរ
p H - គន្លង។ មួយ​ក្នុង​ចំណោម រ- អេឡិចត្រុងនៃអុកស៊ីសែន។ ដូច្នេះ អេឡិចត្រុង valence ដប់នៅក្នុងម៉ូលេគុល CO បំពេញការភ្ជាប់ចំនួនបី និង MOs មិនជាប់ចំណងពីរ។ ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃអេឡិចត្រុងខាងក្រៅនៃម៉ូលេគុល CO នឹងមើលទៅដូចនេះ៖

(σ Н) 2 (σ) 2 (π x, y) 4 (π H)] ។

នៅក្នុង NO ម៉ូលេគុល អេឡិចត្រុង 11 ត្រូវតែដាក់ក្នុងគន្លង ដែលនឹងនាំទៅដល់រចនាសម្ព័ន្ធនៃសែលអេឡិចត្រុងនៃប្រភេទ៖

ទេ [( σ ស) 2 ( σ ស*) 2 (π x) 2 (π y) 2 ( σ z) 2 (π x *)].

ដូចដែលអាចមើលឃើញចំនួនអេឡិចត្រុងដែលលើសគឺប្រាំ។ តាមទស្សនៈនៃលំដាប់នៃចំណងគីមី ចាំបាច់ត្រូវណែនាំលេខប្រភាគស្មើនឹង 2.5 ដើម្បីកំណត់លក្ខណៈរបស់វា។ ប្រសិនបើអេឡិចត្រុងមួយត្រូវបានដកចេញពីម៉ូលេគុលនេះ នោះ NO + អ៊ីយ៉ុងដែលមានចំណងអន្តរអាតូមខ្លាំងជាងនឹងត្រូវបានទទួល ដោយសារចំនួនអេឡិចត្រុងដែលភ្ជាប់នៅទីនេះនឹងមានប្រាំមួយ (អេឡិចត្រុងមួយជាមួយនឹងការបន្ធូរπត្រូវបានដកចេញ។ x* - គន្លង) ។

ប្រសិនបើអាតូមពីរអាចត្រូវបានភ្ជាប់ដោយគូអេឡិចត្រុងធម្មតាមួយ នោះ σ-bond តែងតែត្រូវបានបង្កើតឡើងរវាងអាតូមបែបនេះ។ ចំណងπកើតឡើងនៅពេលដែលអាតូមពីរចែករំលែកគូអេឡិចត្រុងពីរឬបី។ ឧទាហរណ៍ធម្មតាគឺម៉ូលេគុលអាសូត។ ចំណងគីមីនៅក្នុងវាត្រូវបានអនុវត្តដោយសារតែបី unpaired ភីច, ភី, និង ទំ- អេឡិចត្រុង។ lobes ជ្រុងនៃគន្លងរបស់វាលាតសន្ធឹងក្នុងទិសដៅកាត់កែងគ្នាបី។ ប្រសិនបើយើងយកអ័ក្សសម្រាប់ខ្សែទំនាក់ទំនង zបន្ទាប់មកការត្រួតស៊ីគ្នា។ ទំ-គន្លងអាតូមិកនឹងផ្តល់ឱ្យមួយ σ z- ការតភ្ជាប់។ គន្លងផ្សេងទៀត។ ភីចនិង ភីនឹងផ្តល់ឱ្យតែ π-bonds ។ ដូច្នេះ អេឡិចត្រុងភ្ជាប់ចំនួនបីគូ ផ្តល់ចំណងមួយ σ-bond និង π-bonds ពីរ។ ដូច្នេះ ចំណងគីមីតែមួយរវាងអាតូម គឺជាចំណង σ ។ នៅក្នុងចំណងច្រើនណាមួយ មាន σ-bond ហើយនៅសល់គឺ π-bonds ។

៥.៥. ប្រព័ន្ធនៃរដ្ឋអេឡិចត្រូនិក
នៅក្នុងម៉ូលេគុល diatomic

សម្រាប់ប្រព័ន្ធនៃរដ្ឋអេឡិចត្រូនិចនៅក្នុងម៉ូលេគុលឌីអាតូម ដូចគ្នានឹងអាតូមដែរ លេខ Quantum ជាក់លាក់ត្រូវបានណែនាំ ដែលកំណត់លក្ខណៈនៃចលនាគន្លង និងវិលនៃអេឡិចត្រុង។ វត្តមាននៃវាលអគ្គិសនី និងម៉ាញេទិកទាំងនៅក្នុងម៉ូលេគុល និងក្នុងអាតូម នាំទៅរកការបន្ថែមវ៉ិចទ័រនៃគន្លង និងបង្វិលនៃសន្ទុះ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅក្នុងម៉ូលេគុលឌីអាតូមិក អេឡិចត្រុងវ៉ាឡង់ផ្លាស់ទីមិននៅក្នុងវាលអគ្គិសនីស៊ីមេទ្រីស្វ៊ែរ ដែលជាតួយ៉ាងសម្រាប់អាតូមមួយ ប៉ុន្តែនៅក្នុងស៊ីមេទ្រីអ័ក្ស ដែលជាតួយ៉ាងសម្រាប់ម៉ូលេគុលប៉ូលីអាតូមិក ឬលីនេអ៊ែរ។ ម៉ូលេគុល diatomic ទាំងអស់ជាកម្មសិទ្ធិរបស់ស៊ីមេទ្រីពីរប្រភេទ៖ ឃ ∞ម៉ោងឬ ជាមួយ∞ យូ. ម៉ូលេគុលដែលមានអាតូមដូចគ្នាបេះបិទជារបស់ប្រភេទទីមួយ និងពីអាតូមទល់មុខទៅទីពីរ។ អ័ក្សនៃលំដាប់គ្មានកំណត់ត្រូវបានដឹកនាំតាមបណ្តោយចំណងគីមី។ វាលអគ្គីសនីក៏ធ្វើសកម្មភាពក្នុងទិសដៅដូចគ្នាដែរ ដែលជះឥទ្ធិពលយ៉ាងខ្លាំងដល់សន្ទុះគន្លងសរុប ដែលបណ្តាលឱ្យមានការថយចុះជុំវិញអ័ក្សវាល។ ជាលទ្ធផល សន្ទុះគន្លងសរុបឈប់ធ្វើបរិមាណ ហើយមានតែបរិមាណនៃការព្យាកររបស់វាប៉ុណ្ណោះដែលត្រូវបានរក្សា Lzនៅលើអ័ក្សនៃម៉ូលេគុល៖

L z = m L ħ,(5.65)

កន្លែងណា ម អិលគឺជាលេខ quantum ដែលយកតម្លៃ ម អិល= 0, ±1, ±2 ។ល។ ក្នុងករណីនេះថាមពលនៃរដ្ឋអេឡិចត្រូនិចអាស្រ័យតែលើតម្លៃដាច់ខាត ម អិលដែលត្រូវនឹងការពិតដែលថា តាមទស្សនៈដែលមើលឃើញ ការបង្វិលទាំងពីរនៃអេឡិចត្រុង (ស្តាំ និងឆ្វេង) ជុំវិញអ័ក្សនៃម៉ូលេគុលនាំឱ្យតម្លៃថាមពលដូចគ្នា។ ចូរយើងណែនាំតម្លៃ Λ មួយចំនួនដែលកំណត់តម្លៃដាច់ខាតនៃការព្យាករនៃសន្ទុះគន្លងសរុបទៅកាន់អ័ក្សនៃម៉ូលេគុល។ បន្ទាប់មកតម្លៃនៃΛនឹងជាចំនួនគត់វិជ្ជមានដែលខុសគ្នាដោយឯកតាមួយΛ = ê ម អិលê = 0, 1,2,...

ដើម្បីចាត់ថ្នាក់រដ្ឋអេឡិចត្រូនិចនៃម៉ូលេគុលឌីអាតូម លេខ Λ មានតួនាទីដូចគ្នានឹងលេខគន្លងគន្លង លីត្រសម្រាប់ការចាត់ថ្នាក់នៃរដ្ឋអេឡិចត្រូនិចនៃអាតូម។ ចំនួនសរុបសរុបសម្រាប់អាតូមជាធម្មតាត្រូវបានតំណាង ដែលការបូកសរុបត្រូវបានអនុវត្តលើអេឡិចត្រុងទាំងអស់នៃអាតូម។ ប្រសិនបើ ក L= 0 បន្ទាប់មករដ្ឋអេឡិចត្រូនិចបែបនេះត្រូវបានតំណាងដោយអក្សរ ស; ប្រសិនបើ អិល= 1 បន្ទាប់មករដ្ឋអេឡិចត្រូនិចត្រូវបានតាងដោយអក្សរ រ, i.e.

បញ្ហា 241 ។
ពិពណ៌នាអំពីរចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃម៉ូលេគុល CO និង CN តាមទស្សនៈនៃវិធីសាស្ត្រ BC និង MO ។ តើ​ម៉ូលេគុល​មួយ​ណា​ត្រូវ​បាន​កំណត់​លក្ខណៈ​ដោយ​គុណ​នៃ​ចំណង​ធំ​ជាង?
ការសម្រេចចិត្ត៖
ក) រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃម៉ូលេគុល CO និង CN ពីចំណុចនៃទិដ្ឋភាពនៃវិធីសាស្ត្រ VS ។
ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃអាតូមកាបូន 1s 2 2s 2 2p 2 អាតូមអុកស៊ីសែន 1s 2 2s 2 2p 4 អាតូមអាសូត 1s 2 2s 2 2p 3 ។ រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃគន្លង valence របស់ពួកគេនៅក្នុងស្ថានភាពមិនរំភើបអាចត្រូវបានតំណាងដោយដ្យាក្រាមក្រាហ្វិកខាងក្រោម:
ក) អាតូមកាបូន៖

ខ) អាតូមអាសូត៖

នៅពេលរំភើប អាតូមកាបូនចូលទៅក្នុងរដ្ឋ 1s 2 2s 1 2p 3 ហើយរចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃគន្លង valence របស់វាត្រូវគ្នាទៅនឹងគ្រោងការណ៍៖

អេឡិចត្រុងពីរនៃអាតូមកាបូនដែលមិនបានផ្គូផ្គងអាចចូលរួមក្នុងការបង្កើតចំណង covalent ពីរដោយយន្តការធម្មតាជាមួយនឹងអាតូមអុកស៊ីសែនដែលមានអេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងពីរ ជាមួយនឹងការបង្កើតម៉ូលេគុល CO ។ នៅពេលដែលម៉ូលេគុល CN ត្រូវបានបង្កើតឡើង ចំណង covalent ពីរត្រូវបានបង្កើតឡើងតាមយន្តការធម្មតា ដោយសារអេឡិចត្រុងពីរនៃអាតូមកាបូន និងអេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងពីរនៃអាតូមអាសូត។ សៀគ្វីអេឡិចត្រូនិច CO និង CN:

ខ) រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃម៉ូលេគុល CO និង CN ពីចំណុចនៃទិដ្ឋភាពនៃវិធីសាស្ត្រ MO ។

គ្រោងការណ៍ថាមពលសម្រាប់ការបង្កើតម៉ូលេគុល ក) CO និង ខ) CN៖

វាធ្វើតាមគ្រោងការណ៍ខាងលើដែលមេគុណចំណងនៅក្នុងម៉ូលេគុល CO គឺ 3 [(6 - 0)/2 = 3] ហើយនៅក្នុងម៉ូលេគុល NO វាគឺ 2.5[(5 - 0)/2 = 2.5] ។ ហេតុដូច្នេះហើយ ម៉ូលេគុល CO ដែលទាក់ទងនឹងម៉ូលេគុល NO ត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយស្ថេរភាពកាន់តែច្រើន គុណនៃចំណងកាន់តែច្រើន ចំណងកាន់តែខ្លី។ ម៉ូលេគុល CN មានអេឡិចត្រុងដែលមិនបានផ្គូផ្គងមួយនៅក្នុងគន្លងនៃការផ្សារភ្ជាប់ ដូច្នេះវាគឺជាប៉ារ៉ាម៉ាញេទិក។ ម៉ូលេគុល CO មិនមានអេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងនៅក្នុងការភ្ជាប់ និងបន្ធូរគន្លង ដែលមានន័យថាវា diamagnetic.

កិច្ចការ 242 ។
ពិចារណាពីទស្សនៈនៃវិធីសាស្ត្រ MO លទ្ធភាពនៃការបង្កើតម៉ូលេគុល B 2 , F 2 , BF ។ តើម៉ូលេគុលមួយណាមានស្ថេរភាពបំផុត?
ការសម្រេចចិត្ត៖
គ្រោងការណ៍ថាមពលសម្រាប់ការបង្កើតម៉ូលេគុល ក) B 2, ខ) F 2, គ) BF:

ពីគ្រោងការណ៍ថាមពលដែលបានចងក្រង B 2 , F 2 , BF វាដូចខាងក្រោមថាភាពខុសគ្នារវាងចំនួននៃការផ្សារភ្ជាប់និងការបន្ធូរអេឡិចត្រុងរៀងគ្នាគឺ 2, 2 និង 6 ដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងពហុគុណនៃចំណង 1, 1 និង 3 រៀងគ្នា។ ម៉ូលេគុល BF ត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយមេគុណចំណងធំជាងរវាងអាតូម វាគួរតែខ្លាំងជាង B 2 និង F 2 ។

តម្រូវការជាមុនសម្រាប់ការលេចឡើងនៃវិធីសាស្រ្ត

តាមកាលប្បវត្តិ វិធីសាស្រ្តនៃគន្លងម៉ូលេគុលបានបង្ហាញខ្លួននៅពេលក្រោយជាងវិធីសាស្ត្រនៃចំណង valence ចាប់តាំងពីមានសំណួរនៅក្នុងទ្រឹស្តីនៃចំណង covalent ដែលមិនអាចពន្យល់បានដោយវិធីសាស្រ្តនៃចំណង valence ។ ចូរយើងពិចារណាពួកគេខ្លះ។

ទីតាំងសំខាន់នៃវិធីសាស្រ្តនៃចំណង valence គឺថាចំណងរវាងអាតូមត្រូវបានអនុវត្តដោយសារតែគូអេឡិចត្រុង (ចងពពកអេឡិចត្រុងពីរ) ។ ប៉ុន្តែវាមិនតែងតែជាករណីនោះទេ។ ក្នុងករណីខ្លះអេឡិចត្រុងបុគ្គលត្រូវបានចូលរួមនៅក្នុងការបង្កើតចំណងគីមី។ ដូច្នេះនៅក្នុងអ៊ីយ៉ុងម៉ូលេគុល H 2+ចំណងអេឡិចត្រុងមួយ។ វិធីសាស្រ្តនៃមូលបត្របំណុល valence មិនអាចពន្យល់ពីការបង្កើតចំណងអេឡិចត្រុងមួយបានទេ វាផ្ទុយនឹងទីតាំងមូលដ្ឋានរបស់វា។

វិធីសាស្រ្តនៃចំណង valence ក៏មិនពន្យល់ពីតួនាទីនៃអេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងនៅក្នុងម៉ូលេគុលមួយ។ ម៉ូលេគុលដែលមានអេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងគឺ paramagnetic, i.e. ត្រូវបានទាញចូលទៅក្នុងដែនម៉ាញេទិក ចាប់តាំងពីអេឡិចត្រុងដែលមិនបានផ្គូផ្គងបង្កើតជាពេលម៉ាញេទិកអចិន្ត្រៃយ៍។ ប្រសិនបើមិនមានអេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងនៅក្នុងម៉ូលេគុលទេនោះពួកវាជា diamagnetic - ពួកគេត្រូវបានរុញចេញពីដែនម៉ាញេទិក។ ម៉ូលេគុលអុកស៊ីហ៊្សែនគឺប៉ារ៉ាម៉ាញេទិក វាមានអេឡិចត្រុងពីរជាមួយនឹងការបង្វិលប៉ារ៉ាឡែល ដែលផ្ទុយនឹងវិធីសាស្ត្រនៃចំណងវ៉ាឡេន។ វាគួរតែត្រូវបានគេកត់សម្គាល់ផងដែរថាវិធីសាស្រ្តនៃ valence bonds មិនអាចពន្យល់ពីលក្ខណៈសម្បត្តិមួយចំនួននៃសមាសធាតុស្មុគស្មាញ - ពណ៌របស់ពួកគេជាដើម។

ដើម្បីពន្យល់ការពិតទាំងនេះ វិធីសាស្ត្រគន្លងម៉ូលេគុលត្រូវបានស្នើឡើង។

បទប្បញ្ញត្តិសំខាន់នៃវិធីសាស្រ្ត

យោងតាមវិធីសាស្រ្តគន្លងម៉ូលេគុលអេឡិចត្រុងនៅក្នុងម៉ូលេគុលត្រូវបានចែកចាយនៅក្នុងគន្លងម៉ូលេគុលដែលដូចជាគន្លងអាតូមត្រូវបានកំណត់ដោយថាមពលជាក់លាក់មួយ (កម្រិតថាមពល) និងរូបរាង។ មិនដូចគន្លងអាតូមទេ គន្លងម៉ូលេគុលមិនគ្របដណ្ដប់លើអាតូមមួយទេ ប៉ុន្តែម៉ូលេគុលទាំងមូលពោលគឺឧ។ មានពីរ ឬកណ្តាល។ ប្រសិនបើនៅក្នុងវិធីសាស្រ្តនៃ valence bonds អាតូមនៃម៉ូលេគុលរក្សាបាននូវលក្ខណៈបុគ្គលជាក់លាក់មួយ បន្ទាប់មកនៅក្នុងវិធីសាស្រ្តនៃ molecular orbitals ម៉ូលេគុលត្រូវបានចាត់ទុកថាជាប្រព័ន្ធតែមួយ។

ការប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយបំផុតនៅក្នុងវិធីសាស្ត្រគន្លងម៉ូលេគុល គឺជាការរួមបញ្ចូលគ្នាលីនេអ៊ែរនៃគន្លងអាតូមិក។ ក្នុងករណីនេះច្បាប់ជាច្រើនត្រូវបានសង្កេតឃើញ:

សមីការ Schrödingerសម្រាប់ប្រព័ន្ធម៉ូលេគុលត្រូវតែមានពាក្យថាមពល kinetic និងពាក្យថាមពលសក្តានុពលសម្រាប់អេឡិចត្រុងទាំងអស់ក្នុងពេលតែមួយ។ ប៉ុន្តែដំណោះស្រាយនៃសមីការមួយដែលមានអថេរមួយចំនួនធំ (សន្ទស្សន៍ និងកូអរដោនេនៃអេឡិចត្រុងទាំងអស់) គឺមិនអាចទៅរួចទេ ដូច្នេះគំនិតត្រូវបានណែនាំ។ អេឡិចត្រុងប្រហាក់ប្រហែល.

ការប៉ាន់ប្រមាណនៃអេឡិចត្រុងមួយសន្មត់ថាអេឡិចត្រុងនីមួយៗអាចត្រូវបានចាត់ទុកថាជាចលនានៅក្នុងវាលនៃស្នូលនិងវាលមធ្យមនៃអេឡិចត្រុងដែលនៅសល់នៃម៉ូលេគុល។ នេះមានន័យថារាល់ ខ្ញុំអេឡិចត្រុងនៅក្នុងម៉ូលេគុលត្រូវបានពិពណ៌នាដោយមុខងាររបស់វា។ ψ iនិងមានថាមពលផ្ទាល់ខ្លួន អ៊ី. ដោយអនុលោមតាមនេះ សម្រាប់អេឡិចត្រុងនីមួយៗនៅក្នុងម៉ូលេគុល មនុស្សម្នាក់អាចបង្កើតសមីការ Schrödinger របស់ខ្លួន។ បន្ទាប់មកសម្រាប់ នអេឡិចត្រុងត្រូវតែដោះស្រាយ នសមីការ។ នេះត្រូវបានអនុវត្តដោយវិធីសាស្រ្តនៃការគណនាម៉ាទ្រីសដោយមានជំនួយពីកុំព្យូទ័រ។

នៅពេលដោះស្រាយសមីការ Schrödinger សម្រាប់ប្រព័ន្ធពហុកណ្តាល និងពហុអេឡិចត្រូនិច ដំណោះស្រាយត្រូវបានទទួលក្នុងទម្រង់នៃមុខងាររលកអេឡិចត្រុងតែមួយ - គន្លងម៉ូលេគុល ថាមពលរបស់វា និងថាមពលអេឡិចត្រូនិចនៃប្រព័ន្ធម៉ូលេគុលទាំងមូលទាំងមូល។

ការរួមបញ្ចូលគ្នាលីនេអ៊ែរនៃគន្លងអាតូមិច

នៅក្នុងការប៉ាន់ប្រមាណមួយអេឡិចត្រុង វិធីសាស្ត្រគន្លងម៉ូលេគុលពិពណ៌នាអំពីអេឡិចត្រុងនីមួយៗជាមួយនឹងគន្លងរបស់វា។ ដូចអាតូមមួយមានគន្លងអាតូម ដូច្នេះម៉ូលេគុលមួយមានគន្លងម៉ូលេគុល។ ភាពខុសគ្នានោះគឺថាគន្លងម៉ូលេគុលមានពហុកណ្តាល។

ពិចារណាអេឡិចត្រុងដែលស្ថិតនៅក្នុងគន្លងម៉ូលេគុលមួយ។ ψ iម៉ូលេគុលអព្យាក្រឹត នៅពេលនេះនៅពេលដែលវានៅជិតស្នូលនៃអាតូមមួយចំនួន ម. នៅក្នុងតំបន់នៃលំហនេះ វាលសក្តានុពលត្រូវបានបង្កើតជាចម្បងដោយស្នូលនៃអាតូម មនិងអេឡិចត្រុងនៅក្បែរនោះ។ ដោយសារម៉ូលេគុលជាទូទៅអព្យាក្រឹត ភាពទាក់ទាញរវាងអេឡិចត្រុងនៅក្នុងសំណួរ និងស្នូលមួយចំនួនផ្សេងទៀត នប្រហែលត្រូវបានផ្តល់សំណងដោយការច្រានចោលរវាងអេឡិចត្រុងនៅក្នុងសំណួរ និងអេឡិចត្រុងនៅជិតស្នូល ន. នេះមានន័យថានៅជិតស្នូល ចលនារបស់អេឡិចត្រុងនឹងមានប្រហាក់ប្រហែលនឹងអវត្ដមាននៃអាតូមផ្សេងទៀត។ ដូច្នេះ ក្នុង​គន្លង​ម៉ូលេគុល​ប្រហាក់ប្រហែល ψ iនៅជិតស្នូល មគួរតែស្រដៀងទៅនឹងគន្លងអាតូមិកមួយនៃអាតូមនោះ។ ដោយសារគន្លងអាតូមិកមានតម្លៃសំខាន់តែនៅជិតស្នូលរបស់វា ប្រហែលមួយអាចតំណាងឱ្យគន្លងម៉ូលេគុល ψ iជា ការរួមបញ្ចូលគ្នាលីនេអ៊ែរនៃគន្លងអាតូមិចអាតូមបុគ្គល។

សម្រាប់ប្រព័ន្ធម៉ូលេគុលសាមញ្ញបំផុតដែលមានស្នូលពីរនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែនដោយគិតគូរ 1 វិ-គន្លងអាតូមដែលពិពណ៌នាអំពីចលនារបស់អេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូម ហគន្លងម៉ូលេគុលត្រូវបានតំណាងជា៖

បរិមាណ គ 1iនិង គ 2i- មេគុណលេខដែលជាដំណោះស្រាយ សមីការ Schrödinger. ពួកវាបង្ហាញពីការរួមចំណែកនៃគន្លងអាតូមិកនីមួយៗចំពោះគន្លងម៉ូលេគុលជាក់លាក់មួយ។ ក្នុងករណីទូទៅ មេគុណយកតម្លៃក្នុងចន្លោះពី -1 ដល់ +1 ។ ប្រសិនបើមេគុណមួយក្នុងចំណោមមេគុណមាននៅក្នុងកន្សោមសម្រាប់គន្លងម៉ូលេគុលជាក់លាក់មួយ នោះវាត្រូវគ្នាទៅនឹងការពិតដែលថាអេឡិចត្រុងដែលស្ថិតនៅក្នុងគន្លងម៉ូលេគុលដែលបានផ្តល់ឱ្យ ភាគច្រើនមានទីតាំងនៅជិតស្នូលនោះ ហើយត្រូវបានពិពណ៌នាជាចម្បងដោយគន្លងអាតូមិក ដែលមេគុណគឺ ធំជាង។ ប្រសិនបើមេគុណនៅពីមុខគន្លងអាតូមិកគឺជិតសូន្យ នោះមានន័យថាវត្តមានរបស់អេឡិចត្រុងនៅក្នុងតំបន់ដែលត្រូវបានពិពណ៌នាដោយគន្លងអាតូមិចនេះគឺមិនទំនងនោះទេ។ យោងតាមអត្ថន័យរូបវន្ត ការ៉េនៃមេគុណទាំងនេះកំណត់ប្រូបាប៊ីលីតេនៃការស្វែងរកអេឡិចត្រុងនៅក្នុងតំបន់នៃលំហ និងថាមពលដែលត្រូវបានពិពណ៌នាដោយគន្លងអាតូមិកដែលបានផ្តល់ឱ្យ។

នៅក្នុងវិធីសាស្រ្ត LCAO សម្រាប់ការបង្កើតគន្លងម៉ូលេគុលដែលមានស្ថេរភាព ចាំបាច់ត្រូវមានថាមពលនៃគន្លងអាតូមិកនៅជិតគ្នាទៅវិញទៅមក។ លើសពីនេះទៀតវាចាំបាច់ដែលស៊ីមេទ្រីរបស់ពួកគេមិនខុសគ្នាច្រើនទេ។ ប្រសិនបើតម្រូវការទាំងពីរនេះត្រូវបានបំពេញ មេគុណគួរតែនៅជិតតម្លៃរបស់វា ហើយនេះធានានូវការត្រួតស៊ីគ្នាអតិបរមានៃពពកអេឡិចត្រុង។ នៅពេលបន្ថែមគន្លងអាតូមិក គន្លងម៉ូលេគុលត្រូវបានបង្កើតឡើង ថាមពលដែលថយចុះទាក់ទងទៅនឹងថាមពលនៃគន្លងអាតូមិក។ គន្លងម៉ូលេគុលនេះត្រូវបានគេហៅថា ការចង. មុខងាររលកដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងគន្លងនៃការផ្សារភ្ជាប់ត្រូវបានទទួលដោយការបន្ថែមមុខងាររលកដែលមានសញ្ញាដូចគ្នា។ ក្នុងករណីនេះដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងត្រូវបានប្រមូលផ្តុំរវាងស្នូលហើយមុខងាររលកត្រូវចំណាយពេលលើតម្លៃវិជ្ជមាន។ នៅពេលដែលគន្លងអាតូមិកត្រូវបានដក ថាមពលនៃគន្លងម៉ូលេគុលកើនឡើង។ គន្លងនេះត្រូវបានគេហៅថា ការបន្ធូរ. ដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងក្នុងករណីនេះមានទីតាំងនៅខាងក្រោយស្នូលហើយរវាងពួកវាគឺស្មើនឹងសូន្យ។ មុខងាររលកនៅក្នុងពពកអេឡិចត្រុងដែលបានបង្កើតឡើងទាំងពីរមានសញ្ញាផ្ទុយគ្នា ដែលអាចមើលឃើញយ៉ាងច្បាស់ពីគ្រោងការណ៍នៃការបង្កើតចំណង និងការបន្ធូរគន្លង។

នៅពេលដែលគន្លងអាតូមិកនៃអាតូមមួយ ដោយសារភាពខុសគ្នាខ្លាំងនៃថាមពល ឬស៊ីមេទ្រី មិនអាចធ្វើអន្តរកម្មជាមួយគន្លងអាតូមិកនៃអាតូមមួយទៀតបាន វាឆ្លងចូលទៅក្នុងគ្រោងការណ៍ថាមពលនៃគន្លងម៉ូលេគុលនៃម៉ូលេគុលដែលមានថាមពលដែលត្រូវគ្នានឹងវានៅក្នុង អាតូម។ ប្រភេទនៃគន្លងនេះត្រូវបានគេហៅថា មិនចង.

ចំណាត់ថ្នាក់នៃគន្លង

ចំណាត់ថ្នាក់នៃគន្លងនៅលើ σ ឬ π ផលិតដោយយោងទៅតាមស៊ីមេទ្រីនៃពពកអេឡិចត្រុងរបស់ពួកគេ។ σ -orbital មានភាពស៊ីសង្វាក់គ្នានៃពពកអេឡិចត្រុង ដែលការបង្វែរវាជុំវិញអ័ក្សដែលភ្ជាប់ស្នូលដោយ 180° នាំទៅរកគន្លងមួយដែលមិនអាចបែងចែកបានតាមទម្រង់ពីដើម។ សញ្ញានៃមុខងាររលកមិនផ្លាស់ប្តូរទេ។ ពេលណា​ π -orbital នៅពេលដែលវាត្រូវបានបង្វិលដោយ 180° សញ្ញានៃមុខងាររលកត្រូវបានបញ្ច្រាស់។ ដូច្នេះវាធ្វើតាមនោះ។ ស-អេឡិចត្រុងនៃអាតូម នៅពេលដែលមានអន្តរកម្មគ្នាទៅវិញទៅមក អាចបង្កើតបានតែប៉ុណ្ណោះ σ - គន្លង, និងបី (ប្រាំមួយ) ទំ- គន្លងនៃអាតូមមួយ - មួយ។ σ- និងពីរ π - គន្លង, និង σ -orbital កើតឡើងនៅពេលមានអន្តរកម្ម ទំ xគន្លងអាតូមិច និង π -orbital - កំឡុងពេលអន្តរកម្ម r yនិង ទំ. ម៉ូលេគុល π -orbitals ត្រូវបានបង្វិលទាក់ទងទៅនឹងអ័ក្សអន្តរនុយក្លេអ៊ែរដោយ 90 °។

ដើម្បីបែងចែកការផ្សារភ្ជាប់ និងការប្រឆាំងគន្លងគន្លងពីគ្នាទៅវិញទៅមក ក៏ដូចជាប្រភពដើមរបស់វា សញ្ញាណខាងក្រោមត្រូវបានអនុម័ត។ គន្លងនៃចំណងត្រូវបានតំណាងដោយអក្សរកាត់ "sv"ដែលមានទីតាំងនៅផ្នែកខាងលើខាងស្ដាំបន្ទាប់ពីអក្សរក្រិចដែលបង្ហាញពីគន្លង និងការបន្ធូរ - រៀងគ្នា។ "razr". ការ​កំណត់​មួយ​ទៀត​ត្រូវ​បាន​អនុម័ត៖ គន្លង​ប្រឆាំង​នឹង​សញ្ញា​ផ្កាយ​ត្រូវ​បាន​សម្គាល់​ដោយ​សញ្ញា​ផ្កាយ ហើយ​គន្លង​ដែល​ភ្ជាប់​ដោយ​គ្មាន​សញ្ញាផ្កាយ​ត្រូវ​បាន​សម្គាល់។ បន្ទាប់ពីការកំណត់គន្លងម៉ូលេគុល ការកំណត់គន្លងអាតូមិកត្រូវបានសរសេរ ដែលគន្លងម៉ូលេគុលជំពាក់ប្រភពដើមរបស់វា ឧទាហរណ៍។ π ប៊ីត ២ ភី. នេះមានន័យថាគន្លងម៉ូលេគុល π -type, បន្ធូរ, បង្កើតឡើងក្នុងអំឡុងពេលអន្តរកម្មនៃ 2 r y- គន្លងអាតូមិច។

ទីតាំងនៃគន្លងអាតូមិកនៅលើមាត្រដ្ឋានថាមពលត្រូវបានកំណត់ដោយតម្លៃនៃថាមពលអ៊ីយ៉ូដនៃអាតូម ដែលត្រូវនឹងការដកអេឡិចត្រុងដែលពិពណ៌នាដោយគន្លងនេះទៅចម្ងាយគ្មានកំណត់។ ថាមពលអ៊ីយ៉ូដនេះត្រូវបានគេហៅថា ថាមពលអ៊ីយ៉ូដតាមគន្លង. ដូច្នេះ សម្រាប់អាតូមអុកស៊ីហ្សែន ប្រភេទនៃអ៊ីយ៉ូដគឺអាចធ្វើទៅបាននៅពេលដែលអេឡិចត្រុងត្រូវបានយកចេញពី 2 ទំ- ឬជាមួយ 2 វិ- ស្រទាប់រងអេឡិចត្រូនិច។

ទីតាំងនៃគន្លងម៉ូលេគុលនៅក្នុងដ្យាក្រាមថាមពលត្រូវបានកំណត់ផងដែរនៅលើមូលដ្ឋាននៃការគណនាគីមី Quantum នៃរចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃម៉ូលេគុល។ សម្រាប់ម៉ូលេគុលស្មុគ្រស្មាញ ចំនួននៃកម្រិតថាមពលនៃគន្លងម៉ូលេគុលនៅលើដ្យាក្រាមថាមពលគឺធំ ប៉ុន្តែសម្រាប់បញ្ហាគីមីជាក់លាក់ ជាញឹកញាប់មានសារៈសំខាន់ក្នុងការដឹងពីថាមពល និងសមាសភាពនៃគន្លងម៉ូលេគុលទាំងអស់ ប៉ុន្តែមានតែ "រសើបបំផុត" ចំពោះឥទ្ធិពលខាងក្រៅប៉ុណ្ណោះ។ គន្លងទាំងនេះគឺជាគន្លងម៉ូលេគុលដែលមានអេឡិចត្រុងថាមពលខ្ពស់បំផុត។ អេឡិចត្រុងទាំងនេះអាចធ្វើអន្តរកម្មយ៉ាងងាយស្រួលជាមួយអេឡិចត្រុងនៃម៉ូលេគុលផ្សេងទៀត ត្រូវបានយកចេញពីគន្លងម៉ូលេគុលដែលបានផ្តល់ឱ្យ ហើយម៉ូលេគុលនឹងចូលទៅក្នុងស្ថានភាពអ៊ីយ៉ូដ ឬផ្លាស់ប្តូរដោយសារតែការបំផ្លាញមួយ ឬការបង្កើតចំណងផ្សេងទៀត។ គន្លងម៉ូលេគុលបែបនេះគឺជាគន្លងម៉ូលេគុលដែលកាន់កាប់ខ្ពស់បំផុត។ ដោយដឹងពីចំនួនគន្លងម៉ូលេគុល (ស្មើនឹងចំនួនសរុបនៃគន្លងអាតូមិកទាំងអស់) និងចំនួនអេឡិចត្រុង វាងាយស្រួលក្នុងការកំណត់លេខសៀរៀលនៃ HOMO ហើយតាមនោះពីទិន្នន័យគណនា ថាមពល និងសមាសភាពរបស់វា។ ផងដែរ គន្លងម៉ូលេគុលសេរីទាបបំផុត ពោលគឺមានសារៈសំខាន់បំផុតសម្រាប់ការសិក្សាអំពីបញ្ហាគីមី។ នៅជាប់នឹង HOMO នៅលើមាត្រដ្ឋានថាមពល ប៉ុន្តែគន្លងម៉ូលេគុលទំនេរ។ គន្លងផ្សេងទៀតដែលនៅជាប់នឹងថាមពលនៃ HOMO និង LUMO ក៏សំខាន់ផងដែរ។

គន្លងម៉ូលេគុលនៅក្នុងម៉ូលេគុល ដូចជាគន្លងអាតូមក្នុងអាតូម ត្រូវបានកំណត់មិនត្រឹមតែដោយថាមពលដែលទាក់ទងប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏មានរូបរាងសរុបជាក់លាក់នៃពពកអេឡិចត្រុងផងដែរ។ ដូចដែលអាតូមមាន ស-, រ-, ឃ-, ... គន្លង​គន្លង​ម៉ូលេគុល​សាមញ្ញ​បំផុត​ដែល​ផ្តល់​ការ​តភ្ជាប់​រវាង​មជ្ឈមណ្ឌល​ពីរ​ប៉ុណ្ណោះ (គន្លង​ម៉ូលេគុល​កណ្តាល​ពីរ) អាច​ជា σ -, π -, δ -, ... ប្រភេទ។ គន្លងម៉ូលេគុលត្រូវបានបែងចែកទៅជាប្រភេទអាស្រ័យលើអ្វីដែលស៊ីមេទ្រីដែលពួកគេមានទាក់ទងទៅនឹងបន្ទាត់តភ្ជាប់ស្នូលនៃអាតូមទាក់ទងទៅនឹងយន្តហោះដែលឆ្លងកាត់ស្នូលនៃម៉ូលេគុល។ល។ នេះនាំឱ្យការពិតដែលថាពពកអេឡិចត្រុងនៃគន្លងម៉ូលេគុលគឺ ចែកចាយក្នុងលំហតាមវិធីផ្សេងៗ។

អត្ថន័យរាងកាយនៃវិធីសាស្រ្ត

សម្រាប់ប្រព័ន្ធផ្សេងទៀតរួមទាំង kគន្លងអាតូមិក គន្លងម៉ូលេគុលក្នុងការប្រហាក់ប្រហែលនៃវិធីសាស្ត្រ LCAO នឹងត្រូវបានសរសេរជាទម្រង់ទូទៅដូចខាងក្រោម៖

ដើម្បីយល់ពីអត្ថន័យរូបវន្តនៃវិធីសាស្រ្តនេះ យើងរំលឹកថា មុខងាររលក Ψ ត្រូវគ្នាទៅនឹងទំហំនៃដំណើរការរលក ដែលកំណត់លក្ខណៈនៃស្ថានភាពអេឡិចត្រុង។ ដូចដែលអ្នកបានដឹងហើយថា នៅពេលធ្វើអន្តរកម្ម ឧទាហរណ៍ សំឡេង ឬរលកអេឡិចត្រូម៉ាញេទិច ទំហំនៃពួកវាបន្ថែម។ ដូចដែលអាចមើលឃើញ សមីការខាងលើសម្រាប់ការរលាយនៃគន្លងម៉ូលេគុលចូលទៅក្នុងគន្លងអាតូមធាតុផ្សំគឺស្មើនឹងការសន្មត់ថាទំហំនៃម៉ូលេគុល "រលកអេឡិចត្រុង" (ពោលគឺមុខងាររលកម៉ូលេគុល) ក៏ត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយបន្ថែមទំហំនៃ អាតូមអន្តរកម្ម "រលកអេឡិចត្រុង" (ឧ. បន្ថែមមុខងាររលកអាតូម) ។ ក្នុងករណីនេះ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅក្រោមឥទ្ធិពលនៃវាលកម្លាំងនៃស្នូល និងអេឡិចត្រុងនៃអាតូមជិតខាង មុខងាររលកនៃអេឡិចត្រុងអាតូមនីមួយៗប្រែប្រួល ធៀបនឹងមុខងាររលកដំបូងនៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមដាច់ស្រយាល។ នៅក្នុងវិធីសាស្រ្ត LCAO ការផ្លាស់ប្តូរទាំងនេះត្រូវបានយកមកពិចារណាដោយការណែនាំអំពីមេគុណ គ iμដែលជាកន្លែងដែលសន្ទស្សន៍ ខ្ញុំកំណត់គន្លងម៉ូលេគុលជាក់លាក់មួយ និងសន្ទស្សន៍ សង់​ទី​ម៉ែ​ត- គន្លងអាតូមិកជាក់លាក់។ ដូច្នេះនៅពេលស្វែងរកមុខងាររលកម៉ូលេគុល មិនមែនដើមទេ ប៉ុន្តែទំហំដែលបានផ្លាស់ប្តូរត្រូវបានបន្ថែម - គ iμ ψ μ.

ស្វែងយល់ថាតើមុខងាររលកម៉ូលេគុលនឹងមានទម្រង់បែបណា Ψ ១បង្កើតឡើងជាលទ្ធផលនៃអន្តរកម្មនៃមុខងាររលក ψ ១និង ψ ២ - 1 វិគន្លងនៃអាតូមដូចគ្នាបេះបិទពីរ។ ដើម្បីធ្វើដូចនេះយើងរកឃើញផលបូក c 11 ψ ១ + c 12 ψ ២. ក្នុងករណីនេះ អាតូមទាំងពីរត្រូវបានចាត់ទុកថាដូចគ្នា ដូច្នេះមេគុណ ពី 11និង ពី 12មានទំហំស្មើគ្នា ( ពី 11 = ពី 12 = គ ១) ហើយបញ្ហាត្រូវបានកាត់បន្ថយទៅជាការកំណត់ផលបូក c 1 (ψ 1 + ψ 2). ដោយសារតែកត្តាថេរ គ ១មិនប៉ះពាល់ដល់ទម្រង់នៃមុខងាររលកម៉ូលេគុលដែលចង់បានទេ ប៉ុន្តែគ្រាន់តែផ្លាស់ប្តូរតម្លៃដាច់ខាតរបស់វា យើងដាក់ខ្លួនយើងក្នុងការស្វែងរកផលបូក (ψ ១ + ψ ២). ដើម្បីធ្វើដូចនេះយើងដាក់ស្នូលនៃអាតូមអន្តរកម្មនៅចម្ងាយពីគ្នាទៅវិញទៅមក (r)កន្លែងដែលពួកវាស្ថិតនៅក្នុងម៉ូលេគុល ហើយពណ៌នាអំពីមុខងាររលក 1 វិ-គន្លងនៃអាតូមទាំងនេះ (រូបភាពទី ក).

ដើម្បីស្វែងរកមុខងាររលកម៉ូលេគុល Ψ ១, បន្ថែមតម្លៃ ψ ១និង ψ ២៖ លទ្ធផល​គឺ​ជា​ខ្សែ​កោង​ដែល​បាន​បង្ហាញ​ក្នុង (រូប​ ខ) ដូចដែលអាចមើលឃើញនៅក្នុងចន្លោះរវាងស្នូលតម្លៃនៃមុខងាររលកម៉ូលេគុល Ψ ១ធំជាងតម្លៃនៃមុខងាររលកអាតូមិកដើម។ ប៉ុន្តែការ៉េនៃមុខងាររលកកំណត់លក្ខណៈប្រូបាប៊ីលីតេនៃការស្វែងរកអេឡិចត្រុងនៅក្នុងតំបន់ដែលត្រូវគ្នានៃលំហ ពោលគឺដង់ស៊ីតេនៃពពកអេឡិចត្រុង។ ដូច្នេះការកើនឡើង Ψ ១ប្រៀបធៀប​ទៅ​នឹង ψ ១និង ψ ២មានន័យថា កំឡុងពេលបង្កើតគន្លងម៉ូលេគុល ដង់ស៊ីតេនៃពពកអេឡិចត្រុងនៅក្នុងលំហអន្តរនុយក្លេអ៊ែរកើនឡើង។ ជាលទ្ធផលចំណងគីមីត្រូវបានបង្កើតឡើង។ ដូច្នេះគន្លងម៉ូលេគុលនៃប្រភេទនៅក្នុងសំណួរត្រូវបានគេហៅថា ការចង.

ក្នុងករណីនេះ តំបន់នៃដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងកើនឡើង មានទីតាំងនៅជិតអ័ក្សចំណង ដូច្នេះគន្លងម៉ូលេគុលលទ្ធផលជារបស់ σ - ប្រភេទ។ អនុលោម​តាម​ការ​នេះ គន្លង​ម៉ូលេគុល​ដែល​ភ្ជាប់​គ្នា​ទទួល​បាន​ជា​លទ្ធផល​នៃ​អន្តរកម្ម​នៃ​អាតូមិក​ពីរ 1 វិ- គន្លង, តំណាង σ 1s sv.

អេឡិចត្រុងនៅក្នុងគន្លងម៉ូលេគុលផ្សារភ្ជាប់ត្រូវបានគេហៅថា ការភ្ជាប់អេឡិចត្រុង.

ពិចារណាគន្លងម៉ូលេគុលមួយទៀត Ψ ២. ដោយសារតែស៊ីមេទ្រីនៃប្រព័ន្ធ វាគួរតែត្រូវបានសន្មត់ថា មេគុណនៅពីមុខគន្លងអាតូមិក ក្នុងកន្សោមសម្រាប់គន្លងម៉ូលេគុល Ψ ២ = c 21 ψ ១ + c 22 ψ ២ត្រូវតែស្មើគ្នានៅក្នុងម៉ូឌុល។ ប៉ុន្តែបន្ទាប់មកពួកគេគួរតែខុសគ្នាពីគ្នាទៅវិញទៅមកដោយសញ្ញាមួយ: ពី 21 = - ពី 22 = គ ២.

អាស្រ័យហេតុនេះ លើកលែងតែករណីដែលសញ្ញានៃការរួមចំណែកនៃមុខងាររលកទាំងពីរគឺដូចគ្នា ករណីក៏អាចកើតមានផងដែរនៅពេលដែលសញ្ញានៃការរួមចំណែក 1 វិ- គន្លងអាតូមិកគឺខុសគ្នា។ ក្នុងករណីនេះ (រូបភាព។ (ក)) ការរួមចំណែក 1 វិ- អាតូមគន្លងនៃអាតូមមួយគឺវិជ្ជមាន ហើយមួយទៀតគឺអវិជ្ជមាន។ នៅពេលដែលមុខងាររលកទាំងនេះត្រូវបានបូកបញ្ចូលគ្នា ខ្សែកោងដែលបង្ហាញក្នុងរូប។ (ខ). គន្លងម៉ូលេគុលដែលបានបង្កើតឡើងក្នុងអំឡុងពេលអន្តរកម្មបែបនេះត្រូវបានកំណត់ដោយការថយចុះនៃតម្លៃដាច់ខាតនៃមុខងាររលកក្នុងលំហអន្តរនុយក្លេអ៊ែរបើប្រៀបធៀបទៅនឹងតម្លៃរបស់វានៅក្នុងអាតូមដំបូង៖ សូម្បីតែចំនុច nodal លេចឡើងនៅលើអ័ក្សចំណង ដែលតម្លៃនៃ មុខងាររលក ហើយជាលទ្ធផល ការ៉េរបស់វាប្រែទៅជាសូន្យ។ នេះមានន័យថានៅក្នុងករណីដែលកំពុងពិចារណា ដង់ស៊ីតេនៃពពកអេឡិចត្រុងនៅក្នុងចន្លោះរវាងអាតូមក៏នឹងថយចុះផងដែរ។ ជាលទ្ធផល ការទាក់ទាញនៃស្នូលអាតូមិកនីមួយៗឆ្ពោះទៅកាន់តំបន់នុយក្លេអ៊ែរនៃលំហនឹងខ្សោយជាងក្នុងទិសដៅផ្ទុយ ពោលគឺឧ។ កម្លាំងនឹងកើតឡើងដែលនាំទៅដល់ការច្រានចោលទៅវិញទៅមកនៃស្នូល។ ដូច្នេះនៅទីនេះ គ្មានចំណងគីមីកើតឡើងទេ។ គន្លងម៉ូលេគុលលទ្ធផលត្រូវបានគេហៅថា ការបន្ធូរ σ 1s *និងអេឡិចត្រុងនៅលើវា - ការបន្ធូរអេឡិចត្រុង.

ការផ្ទេរអេឡិចត្រុងពីអាតូមិច 1 វិ-គន្លង​ទៅ​នឹង​គន្លង​ម៉ូលេគុល​ដែល​មាន​ចំណង​ដែល​នាំ​ឱ្យ​មាន​រូបរាង​នៃ​ចំណង​គីមី​ត្រូវ​បាន​អម​ដោយ​ការ​បញ្ចេញ​ថាមពល។ ផ្ទុយទៅវិញការផ្លាស់ប្តូរអេឡិចត្រុងពីអាតូមិច 1 វិ-orbitals ក្នុងមួយគន្លងម៉ូលេគុល antibonding ត្រូវការថាមពល។ ដូច្នេះថាមពលនៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងគន្លង σ 1s svខាងក្រោម ប៉ុន្តែនៅក្នុងគន្លង σ 1s *ខ្ពស់ជាងនុយក្លេអ៊ែរ 1 វិ- គន្លង។ ប្រហែលជាយើងអាចសន្មត់ថានៅពេលឆ្លងកាត់ 1 វិ-អេឡិចត្រុងត្រូវបានបែងចែកទៅឱ្យគន្លងម៉ូលេគុលដែលភ្ជាប់បរិមាណថាមពលដូចគ្នា ព្រោះវាចាំបាច់ក្នុងការចំណាយសម្រាប់ការផ្ទេររបស់វាទៅកាន់គន្លងម៉ូលេគុលដែលបន្ធូរ។

លំដាប់ទំនាក់ទំនង

នៅក្នុងវិធីសាស្រ្តគន្លងម៉ូលេគុលដើម្បីកំណត់លក្ខណៈដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងដែលទទួលខុសត្រូវចំពោះការភ្ជាប់អាតូមចូលទៅក្នុងម៉ូលេគុលតម្លៃត្រូវបានណែនាំ - លំដាប់ទំនាក់ទំនង. លំដាប់តំណ ផ្ទុយពីពហុគុណនៃតំណ អាចយកតម្លៃដែលមិនមែនជាចំនួនគត់។ លំដាប់នៃចំណងនៅក្នុងម៉ូលេគុល diatomic ជាធម្មតាត្រូវបានកំណត់ដោយចំនួននៃអេឡិចត្រុងដែលជាប់ពាក់ព័ន្ធក្នុងការបង្កើតរបស់វា៖ អេឡិចត្រុងដែលជាប់ចំណងពីរត្រូវគ្នានឹងចំណងតែមួយ អេឡិចត្រុងភ្ជាប់ចំនួនបួនទៅជាចំណងទ្វេ។ល។ ចំនួនដែលត្រូវគ្នានៃអេឡិចត្រុងភ្ជាប់។ ដូច្នេះប្រសិនបើមាន 6 binding និង 2 loosening electrons នៅក្នុងម៉ូលេគុល នោះចំនួននៃអេឡិចត្រុងដែលចងលើសពីចំនួននៃ electron បន្ធូរគឺ 4 ដែលត្រូវនឹងការបង្កើតចំណងទ្វេរ។ ដូច្នេះ តាមទស្សនៈនៃវិធីសាស្ត្រគន្លងម៉ូលេគុល ចំណងគីមីនៅក្នុងម៉ូលេគុលអ៊ីដ្រូសែនដែលបង្កើតឡើងដោយអេឡិចត្រុងភ្ជាប់ពីរគួរតែត្រូវបានចាត់ទុកថាជាចំណងសាមញ្ញ។

សម្រាប់​ធាតុ​នៃ​កំឡុង​ទី​មួយ វ៉ាឡង់​គន្លង​គឺ 1 វិ- គន្លង។ គន្លងអាតូមិកទាំងពីរនេះបង្កើតបានជាពីរ σ គន្លងម៉ូលេគុល - ការភ្ជាប់និងការបន្ធូរ។ ពិចារណារចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃអ៊ីយ៉ុងម៉ូលេគុល H2+. វាមានអេឡិចត្រុងមួយដែលនឹងកាន់កាប់អំណោយផលដ៏ស្វាហាប់ជាង សការភ្ជាប់គន្លង។ យោងទៅតាមច្បាប់សម្រាប់ការគណនាពហុគុណនៃចំណងវានឹងស្មើនឹង 0.5 ហើយចាប់តាំងពីមានអេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងមួយនៅក្នុងអ៊ីយ៉ុង។ H2+នឹងមានលក្ខណៈសម្បត្តិប៉ារ៉ាម៉ាញេទិក។ រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃអ៊ីយ៉ុងនេះនឹងត្រូវបានសរសេរដោយការប្ៀបប្ដូចជាមួយរចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃអាតូមដូចខាងក្រោមៈ σ 1s sv. រូបរាងនៃអេឡិចត្រុងទីពីរ ស-bonding orbitals នឹងនាំឱ្យមានដ្យាក្រាមថាមពលដែលពិពណ៌នាអំពីម៉ូលេគុលអ៊ីដ្រូសែន ការកើនឡើងនៃចំណងពហុគុណទៅនឹងការរួបរួម និងលក្ខណៈសម្បត្តិ diamagnetic ។ ការកើនឡើងនៃភាពច្រើននៃមូលបត្របំណុលក៏នឹងនាំឱ្យមានការកើនឡើងនៃថាមពលបំបែកនៃម៉ូលេគុល H2និងចម្ងាយអន្តរនុយក្លេអ៊ែរខ្លីជាងបើប្រៀបធៀបទៅនឹងអ៊ីយ៉ុងអ៊ីដ្រូសែន។

ម៉ូលេគុល diatomic មិនមែន ២នឹងមិនមានទេ ចាប់តាំងពីអេឡិចត្រុងទាំងបួនដែលមានវត្តមាននៅក្នុងអាតូមអេលីយ៉ូមពីរនឹងមានទីតាំងនៅលើការផ្សារភ្ជាប់ និងការបន្ធូរនៃគន្លង ដែលនាំទៅដល់សូន្យពហុគុណនៃចំណង។ ប៉ុន្តែក្នុងពេលតែមួយអ៊ីយ៉ុង He2+នឹងមានស្ថេរភាពហើយពហុគុណនៃការទំនាក់ទំនងនៅក្នុងវាគឺស្មើនឹង 0.5 ។ ដូចជាអ៊ីយ៉ុងអ៊ីដ្រូសែន អ៊ីយ៉ុងនេះនឹងមានលក្ខណៈសម្បត្តិប៉ារ៉ាម៉ាញេទិក។

ធាតុនៃសម័យទីពីរមានគន្លងអាតូមិកចំនួនបួនទៀត៖ 2s, 2p x, 2p y, 2p zដែលនឹងចូលរួមក្នុងការបង្កើតគន្លងម៉ូលេគុល។ ភាពខុសគ្នានៃថាមពល 2 វិ- និង 2 ទំ-orbitals មានទំហំធំ ហើយវានឹងមិនធ្វើអន្តរកម្មជាមួយគ្នាដើម្បីបង្កើតគន្លងម៉ូលេគុលទេ។ ភាពខុសគ្នានៃថាមពលនេះនឹងកើនឡើងនៅពេលអ្នកផ្លាស់ទីពីធាតុទីមួយទៅធាតុចុងក្រោយ។ ទាក់ទងនឹងកាលៈទេសៈនេះ រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃម៉ូលេគុល homonuclear diatomic នៃធាតុនៃដំណាក់កាលទីពីរនឹងត្រូវបានពិពណ៌នាដោយដ្យាក្រាមថាមពលពីរដែលខុសគ្នាតាមលំដាប់នៃការរៀបចំនៅលើពួកវា។ σ st 2p xនិង π sv 2p y,z. ជាមួយនឹងថាមពលដែលទាក់ទង 2 វិ- និង 2 ទំ-គន្លង​ត្រូវ​បាន​សង្កេត​ឃើញ​នៅ​ដើម​នៃ​រយៈពេល រួម​ទាំង​អាតូម​អាសូត អេឡិចត្រុង​ដែល​ស្ថិត​នៅ​លើ σ res 2sនិង σ st 2p x- គន្លង, វាយគ្នាទៅវិញទៅមក។ ដូច្នេះ π sv 2p y- និង π sv 2p zគន្លងគឺមានភាពស្វាហាប់អំណោយផលជាង σ st 2p x- គន្លង។ តួលេខបង្ហាញពីដ្យាក្រាមទាំងពីរ។ ចាប់តាំងពីការចូលរួម 1 វិ- អេឡិចត្រុងក្នុងការបង្កើតចំណងគីមីគឺមិនសំខាន់ទេ ពួកគេអាចត្រូវបានគេមិនអើពើនៅក្នុងការពិពណ៌នាអេឡិចត្រូនិចនៃរចនាសម្ព័ន្ធនៃម៉ូលេគុលដែលបង្កើតឡើងដោយធាតុនៃដំណាក់កាលទីពីរ។

កំឡុងពេលទីពីរនៃប្រព័ន្ធត្រូវបានបើកដោយលីចូមនិងបេរីលីញ៉ូមដែលក្នុងនោះកម្រិតថាមពលខាងក្រៅមានតែមួយគត់ ស- អេឡិចត្រុង។ សម្រាប់ធាតុទាំងនេះ គ្រោងការណ៍នៃគន្លងម៉ូលេគុលនឹងមិនមានភាពខុសប្លែកគ្នាក្នុងវិធីណាក៏ដោយ ពីដ្យាក្រាមថាមពលនៃម៉ូលេគុល និងអ៊ីយ៉ុងនៃអ៊ីដ្រូសែន និងអេលីយ៉ូម ជាមួយនឹងភាពខុសគ្នាតែមួយគត់ដែលនៅពេលក្រោយវាត្រូវបានបង្កើតឡើងពី 1 វិ- អេឡិចត្រុង និង លី ២និង ក្លាយជា 2- ពី 2 វិ- អេឡិចត្រុង។ 1 វិ-អេឡិចត្រុងនៃលីចូម និងបេរីលីញ៉ូម អាចត្រូវបានចាត់ទុកថាមិនជាប់ពាក់ព័ន្ធ ពោលគឺឧ។ ជាកម្មសិទ្ធិរបស់អាតូមបុគ្គល។ នៅទីនេះ គំរូដូចគ្នានេះនឹងត្រូវបានសង្កេតឃើញក្នុងការផ្លាស់ប្តូរលំដាប់នៃចំណង ថាមពលបំបែក និងលក្ខណៈសម្បត្តិម៉ាញេទិក។ ហើយ​គាត់ លី 2+មានអេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងមួយស្ថិតនៅលើ σ ទី 2 ស-orbitals - អ៊ីយ៉ុងគឺប៉ារ៉ាម៉ាញេទិក។ រូបរាងនៃអេឡិចត្រុងទីពីរនៅក្នុងគន្លងនេះនឹងនាំឱ្យមានការកើនឡើងនៃថាមពលបំបែកនៃម៉ូលេគុល លី ២និងការកើនឡើងនៃពហុគុណនៃចំណងពី 0.5 ទៅ 1។ លក្ខណៈសម្បត្តិម៉ាញ៉េទិចនឹងទទួលបានតួអក្សរ diamagnetic ។ ទីបី ស- អេឡិចត្រុងនឹងមានទីតាំងនៅ σ res-orbitals ដែលនឹងជួយកាត់បន្ថយភាពច្រើននៃចំណងទៅ 0.5 ហើយជាលទ្ធផល បន្ថយថាមពល dissociation ។ រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចបែបនេះមានអ៊ីយ៉ុងប៉ារ៉ាម៉ាញេទិក ក្លាយជា 2+. ម៉ូលេគុល ក្លាយជា 2ក៏ដូចជា គាត់ ២មិនអាចមានបានទេដោយសារលំដាប់សូន្យនៃទំនាក់ទំនង។ នៅក្នុងម៉ូលេគុលទាំងនេះ ចំនួននៃអេឡិចត្រុងចងគឺស្មើនឹងចំនួននៃការបន្ធូរ។

ដូចដែលអាចមើលឃើញពីរូបភាព នៅពេលដែលគន្លងភ្ជាប់ត្រូវបានបំពេញ ថាមពលបំបែកនៃម៉ូលេគុលកើនឡើង ហើយជាមួយនឹងរូបរាងនៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងគន្លង antibonding វាមានការថយចុះ។ ស៊េរីបញ្ចប់ដោយម៉ូលេគុលមិនស្ថិតស្ថេរ នេ ២. តួរលេខនេះក៏បង្ហាញផងដែរថា ការដកអេឡិចត្រុងចេញពីគន្លង antibonding នាំឱ្យមានការកើនឡើងនៃចំណងចំណង ហើយជាលទ្ធផល ដល់ការកើនឡើងនៃថាមពល dissociation និងការថយចុះនៃចម្ងាយ internuclear ។ អ៊ីយ៉ូដនៃម៉ូលេគុលដែលអមដោយការយកចេញនៃអេឡិចត្រុងចងមានឥទ្ធិពលផ្ទុយ។