Учебное пособие для студентов 1 го курса фен

31 
переходе от элементов начала 2
-
го периода к элементам конца 
периода: 
В
2
, С
2
, N
2
:
σ
2p
выше
, чем
π
2р
О
2
, F
2
:
σ
2p
ниже
, чем 
π
2р
Как и для многоэлектронных атомов
, 
электронные
конфигурации 
(ЭК
) 
молекул
представляют собой запись в виде символов МО с 
указанием числа электронов в этом состоянии в порядке 
возрастания энергии МО. 
При 
заполнении МО электронами
должны выполняться: 
1) принцип наименьшей энергии;
2) принцип Паули;
3) 
правило Хунда.
На Рис. 3 и
Рис. 4 приведены примеры энергетических диаграмм 
заполненных электронами МО молекул О
2
и С
2
. Приведены МО 
только внешнего электронного слоя, которые не до конца 
заполнены электронами, т. к. внутренние заполненные электронами 
МО не дают вклада в КС, поскольку число электронов на 
связывающих и разрыхляющих МО одинаково.
Рис. 3
. Энергетическая диаграмма внешних МО для молекулы О
2
Е
АО(
O) 
АО(
O) 
MO(O
2
) 
2p 
2p 

*
2p 

2p 

*
2p 

2p 

32 
Рис. 4
. Энергетическая диаграмма внешних МО для молекулы С
2
ЭК молекул О
2
и С
2
в основном состоянии:
О
2
: (
σ
1s
)
2
(
σ
*
1s
)
2
(
σ
2s
)
2
(
σ
*
2s
)
2
(
σ
2p
)
2
(
π
2p
)
4
(
π
*
2p
)
2
КС
= 2, 
С
2
: (
σ
1s
)
2
(
σ
*
1s
)
2
(
σ
2s
)
2
(
σ
*
2s
)
2
(
π
2p
)
4
КС
= 2. 
Магнитные
 
свойства
 
молекул
: 
молекулы и молекулярные ионы 
парамагнитны, если имеют неспаренные электроны, и диамагнитны, 
если все электроны спарены. Например, молекула О
2
парамагнитна, 
а молекула С
2
диамагнитна. 
Кратность связи и магнитные свойства молекул могут 
изменяться при электронном возбуждении молекул.
 
Пример
3-1:
Как изменяется кратность связи и магнитные 
свойства при электронном возбуждении молекулы С
2
?
Решение:
Если один из электронов с 
π
2p
-
МО перейдѐт на 
σ
2p
, (см. 
Рис. 4), то количество электронов на связывающих и разрыхляющих 
МО не изменится, т.е. КС = 2, ЭК(С
2
*
): (
σ
2s
)
2
(
σ
*
2s
)
2
(
π
2p
)
3
(
σ
2р
)
1
, но 
возбуждѐнная молекула будет парамагнитна.
3.1.2. 
Гетероядерные двухатомные молекулы
 
Важнейшее отличие гетероядерных двухатомных молекул от 
гомоядерных 
заключается 
в 
различии 
энергий 
АО 
взаимодействующих атомов.
Рассмотрим образование молекулы 
HF 
из атомов Н и 
F, 
используя правила, описанные для гомоядерных молекул (стр. 27).
В образовании МО могут принимать участие только АО, 
имеющие близкую энергию. Наиболее близки по энергии
1
s-
АО 
атома Н и 2
р
-
АО атома 
F (
Рис. 5), при этом из одной 1
s
-
АО(Н) и 
одной 2
р
-
АО(
F
) образуются две МО только 
σ
-
типа (
σ
и 
σ
*
). Можно 
Е
АО(
C) 
АО(
C) 
MO(C
2
) 
2p 
2p 

*
2p 

2p 

*
2p 

2p 

33 
оценить энергии 1
s
-
АО(Н) и 2
р
-
АО(
F
), используя значения 
потенциалов ионизации атома Н(
I
(H
) = 13,6 эВ) и атома 
F(
I
1
(F) = 
17,
4 эВ). Из этих данных следует, что энергия электрона для Н 
Е
Н
= 

13,6 эВ, а атома 
F 
E
F
= 

17,4 эВ (Рис.5). Такой подход к 
определению относительного расположения АО атомов Н и 
F 
не 
является точным, а является приближѐнным. На образование 
химической связи между атомами влияет не только энергия 
ионизации атомов, но и сродство к электрону каждого из них, т.е. 
электроотрицательность каждого из 2
-
х атомов. 
Рис.
 5
. Энергетическая диаграмма МО для молекулы 
HF 
Для молекулы 
HF 
существуют две несвязывющие МО (
n
-
МО) с 
неподелѐнными парами электронов. Энергия этих МО близка к 
энергии АО атома 
F
. Размещение электронов на несвязывающих 
МО не приводит ни к дополнительному связыванию, ни к 
разрыхлению.
Некоторые задачи для гетероядерных частиц можно решать без 
построения энергетических диаграмм МО.

жүктеу/скачать 6,53 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: