Глава 5. Ключевые термины и уравнения¶

Ключевые термины¶

разрыхляющая орбиталь (antibonding orbital): молекулярная орбиталь, расположенная вне области между двумя ядрами; электроны на разрыхляющей орбитали дестабилизируют молекулу.
порядок связи (bond order): число электронных пар, обобществлённых между двумя атомами; определяется либо по числу связей в структуре Льюиса, либо как половина разности числа связывающих и числа разрыхляющих электронов.
связывающая орбиталь (bonding orbital): молекулярная орбиталь, расположенная между двумя ядрами; электроны на связывающей орбитали стабилизируют молекулу.
вырожденные орбитали (degenerate orbitals): орбитали, имеющие одинаковую энергию.
диамагнетизм (diamagnetism): явление, при котором вещество само по себе не является магнитным, но отталкивается от магнитного поля; наблюдается, когда все электроны спарены.
гомоядерная двухатомная молекула (homonuclear diatomic molecule): молекула, состоящая из двух одинаковых атомов.
гибридная орбиталь (hybrid orbital): орбиталь, образованная при комбинировании атомных орбиталей центрального атома.
гибридизация (hybridization): модель, описывающая изменения атомных орбиталей атома при образовании им ковалентного соединения.
линейная комбинация атомных орбиталей (linear combination of atomic orbitals): приём комбинирования атомных орбиталей для построения молекулярных орбиталей.
молекулярная орбиталь (molecular orbital): область пространства, в которой высока вероятность обнаружить электрон в молекуле.
диаграмма молекулярных орбиталей (molecular orbital diagram): наглядное изображение относительных энергий молекулярных орбиталей.
метод (теория) молекулярных орбиталей (molecular orbital theory): модель, описывающая поведение электронов, делокализованных по всей молекуле, в терминах комбинаций атомных волновых функций.
узел (node): плоскость, разделяющая разные доли орбиталей, на которой вероятность обнаружить электрон равна нулю.
перекрывание (overlap): совместное существование орбиталей двух разных атомов в одной и той же области пространства, приводящее к образованию ковалентной связи.
парамагнетизм (paramagnetism): явление, при котором вещество само по себе не является магнитным, но притягивается к магнитному полю; наблюдается при наличии неспаренных электронов.
$\pi$-связь (pi bond, $\pi$ bond): ковалентная связь, образованная боковым перекрыванием атомных орбиталей; электронная плотность расположена по обеим сторонам от межъядерной оси.
$s$—$p$-смешение (s-p mixing): эффект, при котором $\sigma_p$-орбитали оказываются менее устойчивыми, чем $\pi_p$-орбитали, из-за смешения близких по энергии молекулярных орбиталей, построенных из $s$- и $p$-орбиталей.
$\sigma$-связь (sigma bond, $\sigma$ bond): ковалентная связь, образованная перекрыванием атомных орбиталей вдоль межъядерной оси.
$sp$-гибридная орбиталь (sp hybrid orbital): одна из набора двух орбиталей с линейным расположением, возникающего при комбинировании одной $s$- и одной $p$-орбитали.
$sp^2$-гибридная орбиталь (sp$^{2}$ hybrid orbital): одна из набора трёх орбиталей с тригонально-плоским расположением, возникающего при комбинировании одной $s$- и двух $p$-орбиталей.
$sp^3$-гибридная орбиталь (sp$^{3}$ hybrid orbital): одна из набора четырёх орбиталей с тетраэдрическим расположением, возникающего при комбинировании одной $s$- и трёх $p$-орбиталей.
$sp^3d$-гибридная орбиталь (sp$^{3}$d hybrid orbital): одна из набора пяти орбиталей с тригонально-бипирамидальным расположением, возникающего при комбинировании одной $s$-, трёх $p$- и одной $d$-орбитали.
$sp^3d^2$-гибридная орбиталь (sp$^{3}$d$^{2}$ hybrid orbital): одна из набора шести орбиталей с октаэдрическим расположением, возникающего при комбинировании одной $s$-, трёх $p$- и двух $d$-орбиталей.
метод (теория) валентных связей (valence bond theory): описание химической связи, основанное на перекрывании атомных орбиталей с образованием $\sigma$- или $\pi$-связей, на которых обобществляются электронные пары.
связывающая $\pi$-орбиталь ($\pi$ bonding orbital): молекулярная орбиталь, образованная боковым перекрыванием атомных орбиталей; электронная плотность располагается по обеим сторонам от межъядерной оси.
разрыхляющая $\pi^*$-орбиталь ($\pi^{*}$ antibonding orbital): разрыхляющая молекулярная орбиталь, образованная противофазным боковым перекрыванием атомных орбиталей; электронная плотность располагается по обеим сторонам от межъядерной оси, причём между ядрами имеется узел.
связывающая $\sigma$-орбиталь ($\sigma$ bonding orbital): молекулярная орбиталь, в которой электронная плотность расположена вдоль оси связи.
разрыхляющая $\sigma^*$-орбиталь ($\sigma^{*}$ antibonding orbital): разрыхляющая молекулярная орбиталь, образованная противофазным перекрыванием атомных орбиталей вдоль оси связи, с появлением узла между ядрами.

Ключевые уравнения¶

Порядок связи в методе молекулярных орбиталей:

\[ \text{ПС} = \tfrac{1}{2}\,(n_\text{связ} - n_\text{разр}), \]

где $n_\text{связ}$ — число электронов на связывающих орбиталях, $n_\text{разр}$ — на разрыхляющих.