Mengapa orbital ikatan lebih stabil?

Mengapa orbital ikatan lebih stabil?
Anonim

Orbital ikatan meminimumkan tenaga penolakan nuklear.

Mari kita pertimbangkan persamaan berikut yang menerangkan tenaga sistem mekanik kuantum melalui model Zarah dalam Kotak untuk atom helium:

#E = overbrace (-1 / 2grad_1 ^ 2 - 1 / 2grad_2 ^ 2) ^ "Tenaga kinetik" overbrace (- e ^ 2 / (4piepsilon_0vecr_1) - e ^ 2 / (4piepsilon_0vecr_2) (+ (2e ^ 2) / (4piepsilon_0vecr_ (12))) ^ "istilah 2-elektron" + overbrace (h_ (n uc)) ^ "Nuklear tenaga penolakan"

Dua istilah pertama menunjukkan tenaga kinetik. Mari kita abaikan kerana itu bukan tumpuan kita.

The 1-istilah elektron terangkan tarikan tarikan coulomb dari setiap elektron individu ke nukleus atom, sedangkan Istilah 2-elektron menggambarkan cengkaman coulombic antara interaksi elektron berpasangan di dalam atom. (Nota: istilah ini adalah mengapa penyelesaian bagi tenaga neraca tanah yang tepat tentu tidak mungkin)

Anda boleh memberitahu dari persamaan bahawa untuk mengekalkan kesamaan, jika jangka ketiga dan / atau keempat meningkat, tempoh keenam menurun (jika ia berubah), dan jika tempoh ketiga dan / atau keempat berkurangan, jangka keenam meningkat (jika perubahan). Istilah kelima berubah secara rawak.

Menggunakan Penghampiran Born-Oppenheimer, nukleus tetap diam, jadi jika elektron bergerak, interaksi antara perubahan elektron (istilah 2-elektron) dan interaksi antara perubahan nukleus dan elektron (terma elektron).

Intinya, semakin banyak penolakan nuklear, semakin tinggi tenaga orbital molekul itu.

Orbital ikatan meminimumkan tenaga penolakan nuklear.