Prečo sú spojovacie orbity stabilnejšie?

Prečo sú spojovacie orbity stabilnejšie?
Anonim

Spojenie orbitálov minimalizuje energiu odpudzujúcu jadro.

Pozrime sa na nasledujúcu rovnicu, ktorá opisuje energiu kvantového mechanického systému cez atóm častíc v atóme pre atóm hélia:

#E = overbrace (-1 / 2grad_1 ^ 2 - 1 / 2grad_2 ^ 2) ^ "Kinetická energia" overbrace (- e ^ 2 / (4piepsilon_0vecr_1) - e ^ 2 / (4piepsilon_0vecr_2)) ^ "1-elektrónové výrazy" overbrace (+ (2e ^ 2) / (4piepsilon_0vecr_ (12))) "2-elektrónový termín" + prekrytie (h_ (n uc)) ^ "Energia jadrového odpudzovania" #

Prvé dva termíny označujú kinetickú energiu. Nezabúdajme, že to nie je naše zameranie.

1-elektrónové termíny opisujú coulombické atrakcie každého jednotlivého elektrónu do jadra atómu, zatiaľ čo 2-elektrónový termín opisuje coulombické repulzie medzi párovými elektrónovými interakciami v atóme. (Poznámka: tento termín je dôvod, prečo nie je možné vyriešiť presnú pozemnú energiu hélia)

Z rovnice môžete povedať, že ak chcete zachovať rovnosť, ak sa tretí a / alebo štvrtý termín zvýši, šiesty termín sa zníži (ak sa zmení) a ak sa tretí a / alebo štvrtý výraz zníži, šiesty termín sa zvýši (ak je zmeny). Piaty termín sa náhodne mení.

Pomocou Born-Oppenheimerova aproximácia, jadrá zostávajú nehybné, a tak ak sa elektróny pohybujú, interakcie medzi zmenami elektrónov (2-elektrónové termíny) a interakcie medzi jadrom a zmenami elektrónov (termíny 1-elektrónov).

Ide o to, že čím viac jadrového odpudzovania, tým vyššia je energia molekulárneho orbitálu.

Spojenie orbitálov minimalizuje energiu odpudzujúcu jadro.