Почему склеивание орбиталей более устойчиво?

Почему склеивание орбиталей более устойчиво?
Anonim

Связывающие орбитали минимизируют энергию ядерного отталкивания.

Рассмотрим следующее уравнение, которое описывает энергию квантово-механической системы с помощью модели Particle-in-a-Box для атома гелия:

#E = overbrace (-1 / 2grad_1 ^ 2 - 1 / 2grad_2 ^ 2) ^ Overbrace "Кинетическая энергия" (- e ^ 2 / (4piepsilon_0vecr_1) - e ^ 2 / (4piepsilon_0vecr_2)) ^ "1-электронные термины" overbrace (+ (2e ^ 2) / (4piepsilon_0vecr_ (12))) ^ «2-электронный член» + overbrace (h_ (n uc)) ^ «Энергия ядерного отталкивания» #

Первые два слагаемых указывают на кинетическую энергию. Давайте проигнорируем это, поскольку это не наша цель.

1-электронные термины описать кулоновские притяжения каждого отдельного электрона к ядру атома, тогда как 2-электронный член описывает кулоновские отталкивания между парными электронными взаимодействиями в атоме. (Примечание: этот термин объясняет, почему невозможно определить точную энергию гелия в основном состоянии.)

Из уравнения можно сказать, что для поддержания равенства, если третий и / или четвертый член увеличивается, шестой член уменьшается (если он изменяется), а если третий и / или четвертый член уменьшается, шестой член увеличивается (если он изменения). Пятый член меняется случайным образом.

С использованием Приближение Борна-ОппенгеймераЯдра остаются неподвижными, и поэтому, если электроны движутся, взаимодействия между электронами изменяются (член с 2 электронами) и взаимодействия между ядром и электроном (члены с 1 электроном).

Дело в том, что чем больше ядерное отталкивание, тем выше энергия молекулярной орбитали.

Связывающие орбитали минимизируют энергию ядерного отталкивания.