Pytanie:
Energetyczne rozmieszczenie orbitali atomowych na diagramie orbitalu molekularnego HCl
RBW
2014-08-13 14:23:21 UTC
view on stackexchange narkive permalink

W jaki sposób orbitale 3p chloru mają mniejszą energię niż orbital 1s wodoru?

MO diagram of HCl

Jeden odpowiedź:
Philipp
2014-08-13 15:39:02 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Powiedziałbym, że należy wziąć pod uwagę dwie ważne kwestie: Po pierwsze, $ \ ce {Cl} $ jest bardziej elektroujemne niż $ \ ce {H} $. Po drugie, gdy przechodzisz od lewej do prawej w dowolnym wierszu układu okresowego, energia sip spada. Wynika to z faktu, że elektrony walencyjne nie ekranują się skutecznie. Tak więc dodanie jednego protonu do jądra i jednego elektronu nie znosi się; zamiast tego elektrony walencyjne „odczuwają” zwiększony ładunek jądrowy. Różnica elektroujemności i zmniejszone ekranowanie między elektronami walencyjnymi wydaje się być wystarczające, aby przesunąć orbital 3 $ \ ce {s} $, a nawet 3 \ ce {p} $ orbital $ \ ce {Cl} $ poniżej energii orbitalu $ 1 \ ce {s} $ $ \ ce {H} $. Stan eksperymentalny uśredniony potencjał jonizacji (IP) może służyć jako dobry przewodnik do umieszczania orbitali początkowych na diagramie interakcji orbitalnych. Dla orbitalu $ \ ce {H} $ 1 \ ce {s} $ masz IP $ -13,6 \, \ mathrm {eV} $. Dla orbitali $ \ ce {Cl} $ 3 \ ce {s} $ i $ 3 \ ce {p} $ masz adresy IP $ -25,2 \, \ mathrm {eV} $ i $ -13,7 \, \ mathrm {eV } $, odpowiednio. $ ^ {[1]} $ Oznacza to, że orbital $ 3 \ ce {p} $ $ \ ce {Cl} $ rzeczywiście leży nieco poniżej orbity $ 1 \ ce {s} $ $ \ ce {H} $.

Aktualizacja:

Oto tabela uśrednionych potencjałów jonizacji w stanie eksperymentalnym, w elektronowoltach, dla głównego atomy grupowe. Jednak te orbitale atomowe $ \ ce {p} $ dla grup 1 i 2 oraz orbitali $ \ ce {s} $ i $ \ ce {p} $ szóstego rzędu nie są znane eksperymentalnie i stąd obliczone wartości ( oznaczone gwiazdką). $ ^ {[2,3]} $ Te ostatnie obejmują poprawki relatywistyczne. Tabela pochodzi z drugiego wydania książki Orbital Interactions in Chemistry autorstwa T. A. Albrighta, J. K. Burdetta i M.-H. Whangbo.

State averaged ionization potentials, in electron volts

[1] L. C. Allen, J. Jestem. Chem. Soc. 1989 , 111 , 9003; L. C. Allen, J. Jestem. Chem. Soc. 1992 , 114 , 1510; L. C. Allen, Acc. Chem. Res. 1990 , 23 , 175.

[2] A. Vela, J. L. Gazquez, J. Fiz. Chem. 1988 , 92 , 5688.

[3] J. P. Desclaux, At. Nucl. Tabele danych 1973 , 12 , 311.

Możesz także przetestować tę teorię za pomocą [modelu bohr] (http://en.wikipedia.org/wiki/Bohr_model) dla atomów wodoru. Nie jest to nic dokładnego, ale rysuje obraz całkiem nieźle: $$ E = {1 \ over 2} m_ \ mathrm {e} v ^ 2 - {Z k_ \ mathrm {e} e ^ 2 \ over r} = - {Z k_ \ mathrm {e} e ^ 2 \ over 2r}. $$ Z $ Z $ jako ładunkiem jądrowym i $ r $ jako promieniem, $ k_ \ mathrm {e} $ jest stałą, a $ E $ jest energia: $ E \ propto -Z $.
Dziękuję Ci bardzo. Czy masz tabelę ze uśrednionymi potencjałami jonizacji (IP)?
@Marko To twój szczęśliwy dzień;) Dodałem jeden dla głównych elementów grupy. Ale niestety nie mam żadnych danych dotyczących metali przejściowych.


To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...