Чому орбітальні зв'язки стабільніші?

Чому орбітальні зв'язки стабільніші?
Anonim

Зв'язуючі орбіталі мінімізують енергію ядерного відштовхування.

Розглянемо наступне рівняння, яке описує енергію квантово-механічної системи за допомогою моделі «Частинка-в-a-Box» для атома гелію:

#E = overbrace (-1 / 2grad_1 ^ 2 - 1 / 2grad_2 ^ 2) ^ "Кінетична енергія" (- e ^ 2 / (4piepsilon_0vecr_1) - e ^ 2 / (4piepsilon_0vecr_2)) ^ "1-електронні терміни" (+ (2e ^ 2) / (4piepsilon_0vecr_ (12))) ^ "2-електронний термін" + перевантаження (h_ (n uc)) ^ "Енергія ядерного відштовхування" #

Перші два терміни вказують на кінетичну енергію. Давайте проігноруємо це, оскільки це не наша увага.

The 1-електронні терміни описують кулонівські атракціони кожного окремого електрона до ядра атома, в той час як 2-електронний термін описує кулонівські відштовхування між попарними електронними взаємодіями в атомі. (Примітка: цей термін є причиною того, що розв'язання для точної енергії основного стану гелію неможливе)

З рівняння можна сказати, що для збереження рівності, якщо збільшується третій та / або четвертий термін, шостий термін зменшується (якщо він змінюється), а якщо третій та / або четвертий термін зменшується, збільшується шостий термін (якщо він зміни). П'ятий термін змінюється випадковим чином.

Використання Наближення Борна-Оппенгеймераядра залишаються нерухомими, і, якщо електрони рухаються, взаємодії між електронами змінюються (2-електронний термін) і взаємодії між ядром і електронними змінами (1-електронні терміни).

Справа в тому, що чим більше ядерне відштовхування, тим вища енергія молекулярної орбіталі.

Зв'язуючі орбіталі мінімізують енергію ядерного відштовхування.