მოლეკულური ორბიტალი
მოლეკულური ორბიტალი (MO) — ქიმიაში მათემატიკური ფუნქცია, რომელიც მოლეკულებში ელექტონების ტალღისებურ ქცევას აღწერს. ფუნქცია შეიძლება გამოყენებულ იქნეს ქიმიური და ფიზიკური მახასიათებლები, როგორიცაა ნებისმიერ სპეციფიკურ რეგიონში ელექტრონების პოვნის ალბათობა. ტერმინი ორბიტალი პირველად რობერტ სანდერსონ მალიკენმა შემოიღო 1932 წელს, როგორცერთი-ელექტრონის ორბიტალის ტალღოვანი ფუნქციის აბრევიატურა.[1] ელემენტარულ დონეზე, ეს გამოიყენება სივრცეში იმ რეგიონის აღსაწერად, რომელშიც ფუნქციას მნიშვნელოვანი ამპლიტუდა აქვს. მოლეკულური ორბიტალი ჩვეულებრივ წარმოიქმნება ატომური ან ყოველი მოლეკულის ატომის ჰიბრიდული ორბიტალების კომბინირებით, ან ატომთა ჯგუფების სხვა მოლეკულური ორბიტალებისგან. მათი რაოდენობრივი გამოთვლა შესაძლებელია ჰარტრის მეთოდითა და SCF მეთოდით.
მიმოხილვა რედაქტირება
მოლეკულური ორბიტალი მოლეკულის იმ რეგიონს აღნიშნავს, რომელზეც ელექტრონია განთავსებული. მოლეკულური ორბიტალი ატომური ორბიტალებისგან წარმოიქმნება, რომელიც ატომში ელექტრონის მდებარეობას აღნიშნავს. მოლეკულურ ორბიტალს მოლეკულის ელექტრონული კონფიგურაციის განსაზღვრა შეუძლია: ერთი ან წყვილი ელექტრონის სივრცითი განაწილებისა და ენერგიისა. უმთავრესად მოლეკულური ორბიტალი ატომური ორბიტალების ხაზობრივ (ლინეარულ) კომბინაციას ასახავს, განსაკუთრებით ხარისხობრივი ან მიახლოებითი გამოყენებისას. მოლეკულური ორბიტალების როლი ფასდაუდებელია მოლეკულებში ბმების მარტივი მოდელის წარმოქმნისას, რასაც მოლეკულური ორბიტალური თეორია ასახავს. გამოთვილითი ქიმიის თანამედროვე მეთოდების უმრავლესობა სისტემის მოლეკულური ორბიტალების გამოთვლით იწყება. მოლეკულური ორბიტალი ელექტრულ ველში ერთი ელექტრონის ქცევას აღწერს. ერთ ორბიტალზე ორი ელექტრონის არსებობის შემთხვევაში პაულის პრინციპი ასკვნის, რომ ისინი საპირისპიროდ ბრუნავენ.
მოლეკულური ორბიტალები მთელ მოლეკულაში არიან დელოკალიზებული. თუკი მოლეკულას სიმეტრიული ელემენტები აქვს, მისი მოლეკულური ორბიტალებიც სიმეტრიულია ან ანტისემტრიულია ამ სიმეტრიებთან მიმართებით. საბოლოო ჯამსი მოლეკულური ორბიტალების მათემატიკური განტოლება შემდეგია: Sψ = ±ψ, სადაც სიმეტრიის ოპერაციით მოლეკულური ორბიტალის მათემატიკური ნიშანი იცვლება. სივრცით მოლეკულებში მოლეკულური ორბიტალები სიმეტრიულიცაა (სიგმა ბმა) და ანტისიმეტრიულიც (პი ბმა).[2]
სიმეტრიული კანონიკული მოლეკულური ორბიტალებისგან განსხვავებით, ლოკალიზებული მოლეკულური ორბიტალები შეიძლება წარმოიქმნას რომელიმე კანონიკული ორბიტალის მათემატიკური ტრანსფორმაციის მეშვეობით. ამგვარი ორბიტალების უპირატესობა ისაა, რომ ორბიტალები „ბმასთან“ უფრო ახლოს არიან, როგორც ლუისის სტრუქტურითაა გამოსახული. საამგიეროდ, ამგვარი ლოკალიზებული ორბიტალების ენერგიის დონეს დიდხანს არ აქვს ფიზიკური მნიშვნელობა.
მოლეკულური ორბიტალების წარმოქმნა რედაქტირება
მოლეკულური ორბიტალები ატომური ორბიტალების ურთიერთქმედებით წარმოიქმნება, თუკი ატომური ორბიტალების სიმეტრიები ერთმანეთთან თავსებადია. ატომური ორბიტალების ურთიერთქმედებათა ეფექტურობა ორ ატომურ ორბილატს შორის ორბიტალურ გადაფარვაზეა (ორი ორბიტალის კონსტრუქციურად ურთიერთქმედების მსაზღვრელი) დამოკიდებული, რაცმნიშვნელოვანია თუკი ატომური ორბიტალების ენერგია ერთმანეთთან ახლოსაა. საბოლოოდ, მოლეკულური ორბიტალების რიცხვი ტოლი უნდა იყოს მოლეკულის წარმომქმნელი ატომური ორბიტალების რიცხვისა.[3]
ბიბლიოგრაფია რედაქტირება
- Gagliardi, Laura; Roos, Björn O. (2005). „Quantum chemical calculations show that the uranium molecule U2 has a quintuple bond“. Nature. 433: 848–851. Bibcode:2005Natur.433..848G. doi:10.1038/nature03249. PMID 15729337.
- Atkins., Peter ... [et al]. (2006) Inorganic chemistry, 4., New York: W.H. Freeman, გვ. 208. ISBN 978-0-7167-4878-6.
- Bondybey, V.E. (1984). „Electronic structure and bonding of Be2“. Chemical Physics Letters. 109 (5): 436–441. Bibcode:1984CPL...109..436B. doi:10.1016/0009-2614(84)80339-5.
სქოლიო რედაქტირება
- ↑ Mulliken, Robert S. (July 1932). „Electronic Structures of Polyatomic Molecules and Valence. II. General Considerations“. Physical Review. 41 (1): 49–71. Bibcode:1932PhRv...41...49M. doi:10.1103/PhysRev.41.49.
- ↑ 1930-2007., Cotton, F. Albert (Frank Albert), (1990). Chemical applications of group theory, 3rd, New York: Wiley, გვ. 102. ISBN 0471510947. OCLC 19975337.
- ↑ Albright, T. A.; Burdett, J. K.; Whangbo, M.-H. (2013). Orbital Interactions in Chemistry. Hoboken, N.J.: Wiley. ISBN 9780471080398.