250px|vpravo|Atomové a molekulové orbitaly Molekulový orbital je grafické vyjádření prostorové komponenty vlnové funkce elektronu.
Teoretická chemie se snaží mnoha metodami charakterizovat molekulové orbitaly (MO). MO popisuje chování jednoho elektronu v elektromagnetickém poli generovaném atomovými jádry a průměrnou distribuci dalších elektronů.
Teorie MO–LCAO Teorie MO–LCAO (Molecular Orbital – Linear Combination of Atomic Orbitals) popisuje vznik MO pomocí lineární kombinace atomových orbitalů (AO). K tomu dojde prostorovým překryvem AO atomů. Velikost překryvu je charakterizována integrálem překryvu S, jeho velikost se pohybuje od 0 (nedošlo k překryvu) do 1 (mezijaderná vzdálenost atomů je nulová).
Aby mohlo k překryvu dojít, musí být splněny následující podmínky: Energie původních AO musí být podobná Počet vznikajících MO musí být shodný s počtem AO AO musí mít stejnou symetrii k ose vznikající vazby
Energetický rozdíl mezi vzniklými MO a tím i síla vazby stoupá s rostoucí hodnotou integrálu překryvu.
Příklady
H2 250px|vpravo|MO molekuly vodíku Tato jednoduchá molekula se skládá ze dvou atomů vodíku, které můžeme označit jako H' a H''. Energeticky nejnižší AO, 1s' a 1s'', poskytnou tyto dva MO:
1s'−1s''Antisymetrická kombinace poskytne antivazebný (antibonding) orbital: znaménka vlnové funkce se mění při zrcadlení, vůči ostatním operacím symetrie je invariantní1s'+1s''Symetrická kombinace poskytne vazebný (bonding) orbital: invariantní vůči všem operacím symetrie
Symetrická kombinace (vazebný orbital) má nižší energii oproti antisymetrické (protivazebný orbital). Oba elektrony proto obsadí vazebný orbital, čímž vznikne kovalentní vazba s řádem jedna.
H3 Označme vodíkové atomy této hypotetické molekuly jako H, H' (centrální) a H''. Lineární kombinací jejich AO získáme tři nové MO:
1s'−1s'+1s''Symetrický antivazebný orbital – dvě nodální plochy kolmé na vazbu1s'−1s''Antisymetrický nevazebný orbital – jedna nodální rovina podél osy symetrie1s'+1s'+1s''Symetrický vazebný orbital – žádná nodální plocha není přítomna
Dva elektrony obsadí vazebný orbital a zbývající třetí elektron obsadí nevazebný orbital.
Související články Atomový orbital Elektron Elektronová konfigurace HOMO/LUMO
Externí odkazy
Kategorie:Kvantová fyzika Kategorie:Kvantová chemie Kategorie:Chemické teorie