Hvorfor er bindingsorbitaler mere stabile?

Hvorfor er bindingsorbitaler mere stabile?
Anonim

Forbindelsesorbitaler minimerer nuklear afstødningsenergi.

Lad os overveje følgende ligning, som beskriver energien af et kvantemekanisk system via partikel-i-en-bok-modellen til heliumatomet:

#E = overbrace (-1 / 2grad_1 ^ 2 - 1 / 2grad_2 ^ 2) ^ "Kinetic Energy" overbrace (- e ^ 2 / (4piepsilon_0vecr_1) - e ^ 2 / (4piepsilon_0vecr_2)) ^ "1-elektronbetingelser" overbrace (+ (2e ^ 2) / (4piepsilon_0vecr_ (12))) "2-elektronterm" + overbrace (h_ (nc)) ^ "Nuclear afstødningsenergi"

De to første udtryk angiver kinetisk energi. Lad os ignorere det, da det ikke er vores fokus.

Det 1-elektron vilkår beskriv de coulombiske attraktioner i hver enkelt elektron til kernen i atomet, hvorimod 2-elektron term beskriver de coulombiske afstødninger mellem de parvise elektroniske interaktioner i atomet. (Bemærk: Dette udtryk er grunden til, at det er umuligt at løse den nøjagtige jordbundse energi af helium)

Du kan fortælle fra ligningen, at for at opretholde ligevægten, hvis det tredje og / eller fjerde sigt stiger, falder sjette sigt (hvis det ændres), og hvis det tredje og / eller fjerde sigt falder, øges det sjette sigt (hvis det ændringer). Femte sigt ændres tilfældigt.

Bruger Born-Oppenheimer Approximation, kernerne forbliver stille, og så hvis elektronerne bevæger sig, ændres interaktionerne mellem elektronerne (2-elektronterm) og interaktioner mellem kernen og elektronændringer (1-elektron-vilkår).

Pointen er, jo mere nuklear afstødning, jo højere i energi er molekylære kredsløb.

Forbindelsesorbitaler minimerer nuklear afstødningsenergi.