122

A HibUl. IM1U.1 .Vv»i    r„, r ), buui :uO

ISBN D4H1II ł-7. © l>. »N TOS »*}

122    4 BLDOWA CZĄSTECZKI

Oznaczmy atomy wodoru symbolami A i B. a odpowiadające im orbitale symbolami I,<h.a oraz I a’h h • Na podstawie wzorów (4.1) oraz. (4.2) możemy napisać funkcję przedstawiającą orbital wiążący

« CaIjh.a + CblJim - r(lJh.A + Ijii »•    <4.3a>

oraz orbital antywiążąey

= oJfH.A - <'b1*hb = c( Is’h a - Isn b>    (4.3b)

Współczynniki c_A oraz c_B, jako odnoszące się do identycznych orbitali, są w tym przypadku równe sobie i można napisać:

( a ■ c_b = c

Kształt obu orbitali: wiążącego i aniywiążącego. przedstawiono u góry rys. 4.2 w po staci powierzchni ograniczających przestrzeń, w której prawdopodobieństwo napotkania elektronu wynosi 0,9. W przypadku orhitalu wiążącego mamy do czynienia ze zwiększonym prawdopodobieństwem napotkania elektronu w przestrzeni pomiędzy jądrami Wynika to z faktu, że tworząc wiążący oibital cząsteczkowy P,^. dodajemy do siebie orbitale atomowe. Gęstość prawdopodobieństwa najbardziej wzrasta w przestrzeni, w której następuje największe nakładanie się orbitali atomowych. Należy zaznaczyć, zc gęstość prawdopodobieństwa napotkania elektronu w przestrzeni pomiędzy jądrami, obliczona za pomocą wiążącego orbitalu cząsteczkowego, jesi większa niż piosta suma gęstości prawdopodobieństwa obliczonych z. orbitali atomowych

Inaczej rzecz przedstawia się w przypadku orbitalu cząsteczkowego aniywiążącego P_H_. Rysunek 4,2 wskazuje, że prawdopodobieństwo napotkania elektronu pomiędzy jądrami jest w tym przypadku malc (w połowie odległości pomiędzy jądrami spada ono nawet do zera). Powierzchnie graniczne obejmujące przestizeń o dużej gęstości prawdopodobieństwa napotkania elektronu przesunięte są na zewnątrz cząsteczki. Wynika to stąd. że tworząc orbital cząsteczkowy antywiążąey, odejmujemy od siebie orbitale atomowe, wskutek czego gęstość prawdopodobieństwa napotkania elektronu spada szeze golnie ostro właśnie w przestrzeni, w której następuje pokrywanie się orbitali

Wspólną cechą obu orbitali cząsteczkowych wodoru jest to. że nie istnieje płaszczyzna węzłowa, na której leżałaby oś cząsteczki łącząca obydwa jądra. Zgodnie z tym. co powiedziano w p. 3.5. punktom leżącym na płaszczyźnie węzłowej odpowiada wartość funkcji równa zeru. Orbitale cząsteczkowe nic wykazujące płaszczyzny węzłowej, na której leży oś cząsteczki, nazywamy orbitalami cząsteczkowymi o. Zgodnie z powszechnie przyjętą symboliką orbital wiążący w cząsteczce wodoiu d'_H'. oznaczamy symbolem <t1j, natomiast orbital antywiążąey P^_: — symbolem o*ls.

Jak powiedziano w poprzednim paragrafie, energia elektronu, którego stan opisuje orbital wiążący, jest niższa od energii odpow iadającej którcmukolw ick /. wyjściowych orbitali atomowych Rnergia elektronu, którego stan jest opisany orbitalem antywiążąeym. jest natomiast wyższa niż energia odpowiadająca wyjściowym orbitalom atomowym. Przedstawiono to na schemacie energetycznym na rys. 4.3a. Położenie kiesek oznaczonych symbolem ls podaje energię orbitali atomowych użytych do utworzenia kombinacji liniowej, położenie kresek oznaczonych symbolami a l.r i a‘\s — energię odpowiadającą orbitalowi wiążącemu i orbualowi anty wiążącemu.