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¿Cuál es el origen de las diferencias entre el MO esquemas de O₂ y N₂?

Aquí están las MO esquemas de $\ce{N2}$ (a la izquierda) y $\ce{O2}$ (a la derecha).

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¿Por qué es el $\sigma$-MO formado por la $p$ AOs energéticamente por encima de la $\pi$-MO para $\ce{N2}$, pero no por $\ce{O2}$?

Puede ser explicado de esta manera:
En el segundo período de los elementos con más de un medio llenos $\ce{p}$ orbitales, el patrón de energía de la MOs es regular.
En el segundo período de elementos con menor o medio llenos $\ce{p}$ orbitales, como la $\ce{s}$ $\ce{p}$ atómicos orbitales tienen energías similares, por lo que la forman $\ce{\sigma_{g}}$ MO habría similar de energía como $\ce{\sigma_{u}}$, pero debido a la repulsión de electrones de la nube tiene un gran aumento de la energía, por lo que está por encima de la $\pi$ orbitales? Y este fenómeno es conocido como sp mezcla.

O estoy equivocado en alguna parte? Es mi razonamiento corret?

8voto

Bleadof Puntos 731

Este fenómeno se explica por s-p de la mezcla. Todos los elementos del segundo período antes de que el oxígeno tiene la diferencia de energía entre el orbital 2s y 2p lo suficientemente pequeño para que el s-p de la mezcla (combinación) puede ocurrir la reducción de la energía de la σ(2s) y σ*(2s) y el aumento de la energía de la σ(2p) y σ*(2p) orbitales moleculares. Al moverse hacia la derecha en un período, el orbital s se vuelve más estabilizada que el orbital p y la diferencia en sus energías aumenta, haciendo que la s-p de la mezcla de oxígeno mucho más pequeño.

4voto

venture Puntos 129

S-p de la mezcla es la principal causa de la diferencia en los orbitales moleculares de nitrógeno y oxígeno, el cual es influenciado por la inicial atómico orbital energías.

El más ligero segundo período de elementos (antes de oxígeno) es relativamente pequeña diferencia de energía entre el 2s y 2p. Esto permite suficiente s-p de la mezcla para reducir la energía de la σ(2s) y σ*(2s) orbitales moleculares, y energéticamente, es compensado por un aumento en la energía de la σ(2p) y σ*(2p) orbitales moleculares. En el dinitrógeno orbital molecular esquema, las líneas discontinuas representan la s-p de la mezcla que influyen en la energía de los cuatro orbitales moleculares implicados.

La carga nuclear efectiva aumenta a la derecha de la época, la estabilización del orbital 2s de forma más acusada que el orbital 2p. Esto puede ser visto cualitativamente en la primera figura aquí.

El más estabilizado el orbital 2s no s-p de la mezcla de eficacia, debido a la mayor diferencia de energía entre el 2s y 2p. Como la carga nuclear aumenta, s-p de la mezcla pasa a ser menos importante. El cambio de los orbitales moleculares de pedidos entre el nitrógeno y el oxígeno es la manifestación de esta disminución de s-p de la mezcla. En el dioxígeno orbital molecular esquema de la s-p efecto de mezcla ya no es lo suficientemente importante como para alterar la relación orbital disposición.

Más información acerca de los detalles de esta diferencia se puede encontrar en la mayoría de los libros de texto de química inorgánica. Hay buenas diagramas que muestran el cambio gradual en las diferencias de energía a través de la segunda fila gama de moléculas diatómicas homonucleares. Este documento pone de relieve el progresivo abaratamiento de los orbitales moleculares energías debido a los cambios orbitales atómicos, y presenta una correlación diagrama de la vinculación de la separación internuclear con orbital molecular energía.

3voto

Luke Puntos 6644

La fuerza de la interacción de sigma y pi-especie en vías de desarrollo de manera diferente con la distancia entre dos átomos. El pi-interacción, que generalmente es más débil, se ve favorecido a más corta distancia atómica, porque esto conduce a una mejor lado de la superposición de los orbitales. El máximo de energía para pi es menor distancia atómica que para sigma. $\ce{N2}$ molécula tiene muy corto de $\ce{N-N}$ a distancia, lo que conduce a mucho mejor p-orbitales se superponen y, como consecuencia, a una menor energía de pi-orbital.

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