軌道分子 – ウィキペディア、無料​​百科事典

アセチレンの完全な分子眼窩セット（H -C≡C -H）。左の列は、基本状態で占有されている分子軌道を示しており、上部に軌道エネルギーが低いことを示しています。いくつかの分子軌道の可視白と灰色の線は、核を通過する分子軸です。しかし、すべての軌道波動関数は、青の赤と負の領域で正です。右の列は、基本状態で空であるが、励起状態で占有できる仮想分子軌道を示しています。

量子化学では、 分子軌道 それらは、分子に電子が持つことができる波動の挙動を記述する数学的関数によって定義された電子密度を含む空間の領域です。これらの機能は、空間の領域で電子を見つける可能性などの化学的および物理的特性を計算するために使用できます。用語 軌道 1932年にロバートS.マリケンによって「電子軌道波動関数」の略語として最初に英語で発表されました（ 1電子軌道波関数 ^{[ 初め ]} ）1925年にErwinSchrödingerが「EigenFunkction」が使用したドイツ語の単語の翻訳から。それ以来、この関数で生成された空間の領域は同義語と見なされます。分子軌道は通常、分子の各原子を中心とした原子軌道の線形結合によって構築されます。 Hartree-Fockメソッドや自己整合フィールドの計算方法を使用する（ 自己整合的な分野 、scf）、定量的に取得できます。

電子構成 [ 編集します ]

分子軌道は、分子の電子構成を指定するために使用されます。これにより、分子系の電子状態をスピンAorbsの防腐化された生成物として説明できます。このため、分子軌道は通常、原子軌道の線形結合（LCAO-MOとも呼ばれます）として表されます。重要な用途は、近似分子軌道を単純なモデルとして使用して、分子のリンクを記述することです。

ほとんどの量子化学方法は、システム分子軌道の計算から始まります。分子軌道は、核によって生成された電界での電子の挙動と、残りの電子の平均分布を表します。同じ軌道を占める2つの電子の場合、パウリの除外原理により、それらは反対のスピンを強制します。 2つの電子波動関数（ジェミナル）の使用に基づく方法など、波動関数を軌道積として考慮するときに導入された近似を使用しないより精巧な方法があることに注意する必要があります。

分子軌道の定性的獲得 [ 編集します ]

分子構造を定性的に記述するために、分子軌道を原子軌道の線形組み合わせとして接近することにより得ることができます。

定性的な分子軌道を許可するいくつかの簡単なルールは次のとおりです。

• 分子軌道の数は、線形膨張に含まれる原子軌道の数に等しくなります。
• 原子軌道はより多く混合されます（つまり、同じ分子軌道に貢献します）。同様のエネルギーがある場合。これは、oのような併存核二酸性分子の場合に発生します ₂ 。しかし、異なる核が統合されている場合、不均等な負荷（したがって有効な負荷と電気陰性度）が分子軌道変形を作ります。このようにして、2つの軌道1の水素が2つの分子軌道の形成に等しく寄与して50％に重なり、H-O結合では酸素は主要な関与係数を持ち、分子軌道は酸素の原子軌道に似ています（波動機能の数学的記述によると）
• 原子軌道は、対称ルールが許可されている場合にのみ混合されます。対称グループの異なる既約表現に従って変換される軌道は混合されません。結果として、最も重要な貢献は、最もリンクされている原子軌道からのものです）。

水素分子 [ 編集します ]

簡単な例として、ジヒドロゲン分子Hは実例です ₂ 、H ‘とH “と標識された2つの原子を使用して、エネルギーで最も低い原子軌道、1s’および1s”は、分子の対称性に従って変換されません。ただし、次の線形の組み合わせは次のとおりです。

一般に、対称的な組み合わせ（リンク軌道と呼ばれる）は、元の軌道よりもエネルギーが低く、抗回る組み合わせ（抗逃亡性軌道と呼ばれる）は高くなっています。ジヒドロゲン分子のようにh ₂ 2つの電子があり、2つはリンク軌道で記述できるため、システムの2つの遊離水素原子よりも低いエネルギー（したがって、より安定しています）があります。これは共有結合として知られています。

原子軌道（OM-CLAA）の線形結合としての分子軌道の近似は、1929年にジョン・レナード・ジョーンズirによって導入されました。その出版物は、量子原理からdifflling and Dioxygen分子の電子構造を導き出す方法を示しました。分子軌道理論に対するこの定量的アプローチは、現代の量子化学の誕生を表しています。

分子軌道の種類 [ 編集します ]

2つの原子をリンクするとき、原子軌道が合併して与える 分子軌道 ：

• リンク ：作成された原子軌道のいずれよりも少ないエネルギー。それは魅力の状況、つまり核核地域でです。それらは、ポジティブな核が、リンク長として知られている特定の距離までの電子負の負荷雲によって行われたアトラクションのおかげで、静電反発力を打ち負かすような方法でリンクに貢献します。
• 反エンラザンテス ：エネルギーが大きく、その結果、反発状態。

分子軌道の種類は次のとおりです。

1. 軌道̃稲妻： 原子軌道とP（S-S P-P S-P-S）との組み合わせ。非常に少ない程度の移転との「シンプル」リンク。リンク軸の周りに円筒形のジオメトリを持つ軌道。
2. 軌道πエンザンテス： リンク軸に垂直な原子軌道pの組み合わせ。環境と簡単に相互作用する大量に再配置された電子。それらは、リンク平面の上下の電子雲として分布しています。
3. 軌道σ ^* 反エンラザンテス： リンクの興奮したバージョン（より大きなエネルギーの）。
4. 軌道π ^* 反エンラザンテス： 高エネルギーπ軌道。
5. 軌道N： ヘテロアトモスを備えた分子の場合（たとえば、nやnなど）。不足している電子は結合に関与せず、この軌道を占有します。

分子軌道は、原子軌道のように電子を「充填」します。

• エネルギーレベルの順序の増加 ：結合軌道は、抗た数よりも以前に満たされており、その中にはエネルギーの順序が増えています。分子は軌道を満たす傾向があるため、エネルギーの状況が良好になります。
• パウリの除外原則に従います ：分子軌道が形成されると、これらの異なるスピンを持つ最大2つの電子を収容できます。
• 補助金の多重性の最大ルールを適用します ：変性分子軌道（同じエネルギーレベルの）は、電子を最大（平行棘）に消滅させる傾向があります。これは、電子間の激しい反発力のために、完全なサブキャップや別の空の空の種子軌道を実現するためにたまたまです。これのおかげで、特定の分子の特性は、分子酸素常磁性症などの説明を説明できます（分子の最も外部軌道には、磁場と相互作用する電子がありません）。

これらのルールによると、軌道は完了しています。電子が主に軌道のリンクで見つかった場合、分子は安定し、アンチナンビング軌道で見つかった場合は不安定になります。

• 水素から2つの1軌道を組み合わせると、2つのSigma分子軌道が得られます
  抗エンラザンテ（より大きなエネルギーの）。 2つのバレンシア電子は、軌道σと軌道σの逆平行棘で配置されています ^*
  それは空です：分子は安定しています。
• ヘリウムの2つの1軌道を組み合わせると、2つのSigma分子軌道が形成され、4つの電子がすべてを満たします
  軌道ただし、アンチナミン軌道により分子が解離して不安定になりますので、
  私が持っています ₂ 。

参照してください [ 編集します ]