140

A    r J. (Uimm :t«u

KW rmhni v>. o ty un rws w:

140    4 BLDOWA CZĄSTECZKI

4.8. CZĄSTECZKI WIELOATOMOWE.

HYBRYDYZACJA ORBITALI

Zasady obliczania orbitali cząsteczkowych, przedstawione w poprzednich paragrafach na przykładzie cząsteczek dwuatomowych, znajdują zastosowanie także w przy padku cząsteczek wieloatomowych. Orbitale w cząsteczkach wieloatomowych stanowią więc kombinacje liniowe orbitali atomowych atomów tworzących cząsteczkę. Efektywny orbilal cząsteczkowy powstaje wtedy, kiedy zachodzi nakładanie się orbitali atomowych, kiedy odpowiada im zbliżona energia otaz. kiedy wykazują taką samą symetrię w stosunku do osi łączącej jądra. Orbitale cząsteczkowe sąsiadujących z sobą atomów w cząsteczce nie w zbudzonej zajmowane są przez, elektrony według kolejności wzrastającej energii orbitali przy zachowaniu zakazu Paulicgo oraz reguły Munda.

Teoria orbitali molekularnych uzyskuje poprawny opis cząsteczki wieloatomowej, jeśli orbitale molekularne są kombinacją liniową orbitali atomowych wszystkich atomów, z których powstała cząsteczka. Oibitalc takie są orbitalami wicloccntrowymi, a więc orbitalami, których kontur obejmuje wszystkie jądra atomowe w cząsteczce. Noszą one nazwę orbitali zdelokalizowanych. Tworząc orbitale zdelokalizowane teoria MO stawia warunek, by ich symetria (a zarazem symetria „chmury elektronowej") była zgodna z symetrią cząsteczki.

Orbitale cząsteczkowe można także obliczyć w odmienny, dwuetapowy sposób Polega on na tym. że dla jednego atomu (atomu centralnego cząsteczki) lub w razie potrzeby dla kilku atomów w cząsteczce tworzymy najpierw odpowiednią kombinację liniową jego lub ich własnych atomowych orbitali i uzyskujemy orbitale ..mieszane", zwane orbitalami zhybrydyzowanymi (hybryda oznacza w biologii mieszańca różnych gatunkowi V. kolei z poszczególnych orbitali zhybrydyzowanych i orbitali atomowych (lub również orbitali zhybrydyzowanych) dwóch sąsiadujących atomów tworzymy orbitale cząsteczkowe. Kontur orbitalu cząsteczkowego w tym przypadku obejmuje tylko dwa jądra sąsiadujących z sobą atomów są to orbitale dwuccntrowe, a więc orbitale cząsteczkowe zlokalizowane. Przy takim sposobie postępowania zakłada się. że elektrony, których zachowanie opisuje orbita! zlokalizowany, przebywają przeważnie w przestrzeni pomiędzy tylko dwoma jądrami atomowymi. Prawdopodobieństwo napotkania ich w sąsiedztwie innych jąder jest małe i może być w ogóle pominięte. W paragrafie 4.10 przedstawimy argumenty doświadczalne przemawiające za tym. ze model taki w bardzo licznych przypadkach zadowalająco opisuje rzeczywistość. Stosuje się on przede wszystkim do wiązań typu o. nie zawsze natomiast do wiązań typu 7.

Model orbitali cząsteczkowych zdelokalizowanych oddaje szczególnie duże usługi przy rozważaniu spektroskopowych właściwości cząsteczek Posłużymy się mm przy omawianiu struktury związków koordy nacyjnych w p. 15.12.2. Model orbitali cząsteczkowych /.lokalizowanych pozwala na bardziej dogodną interpretację geometrycznej struktury cząsteczki. Będziemy się nim posługiwać w tym rozdziale oraz w następnym rozdziale poświęconym symetrii cząsteczek, w którym pokażemy, w jaki sposób do określonej symetrii cząsteczki można dobrać odpowiednie kombinacje liniowe orbitali atomowych, stanowiące otbitale zhybrydyzowune.