منو
 کاربر Online
656 کاربر online
تاریخچه ی: تئوری اوربیتال مولکولی

نگارش: 5

برای شناسایی دقیق ساختمان مولکول از مکانیک کوانتومی استفاده می شود.اما استفاده از روشهای دقیق کوانتومی جهت انجام این کار برای همه مولکولها مقدور نیست.ومعموتا ازروشهای تقریبی استفاده میشود.یکی از این روشها بر اساس اوربیتال مولکولی است.ترکیب خطی اوربیتالهای اتمی (LCAO) یکی از روشهای اوربیتال مولکولی است.بر طبق این روش اوربیتالهای مولکولی از ترکیب خطی اوربیتالهای اتمی به دست میاید.از ترکیب اوربیتالهای اتمی دو نوع اوربیتال اتمی بدست میاید.اوربیتال مولکولی پیوندی ،اوربیتال مولکولی ضد پیوندی.ظرفیت هر اوربیتال مشابه اوربیتال دو است.سطح انرژی اوربیتال ضد پیوندی بالاتر از اوربیتال پیوندی است.
در این مدل، توصیفات ساده ای از اوربیتالهای اتمی مربوط به اتمهای شرکت کننده در پیوند ارائه می شود. اوربیتالهای مولکولی که از هم پوشانی لوربیتالهای اتمی به وجود می آیند نحوه توزیع الکترونها در سراسر مولکول را نشان می دهند. در نخستین تقریب برای توصیف ساختار الکترونی اتمها در یک مولکول N الکترونی می توان تابع موج یک سیستم N الکترونی (Q) را به صورت حاصل ضرب توابع موج N سیستم تک الکترونی (Q) تعریف نمود.
فرمول
توابع موج تک الکترونی در تئوری اوریتال مولکولی نامیده می شود.
در تقریب دوم بایستی به این نکته توجه کرد که وقتی الکترون به هسته یک اتم نزدیک می شود تابع موج آن شبیه به اوربیتال اتمی آن اتم می شود سپس می توان اوربیتال مولکولی را از جمع کردن اوربیتالهای اتمی متعلق به هر اتم به دست آورد. به عبارتی ترکیب خطی لوربیتال های اتمی (LCAO) ، ترکیبی از لوربیتالهای اتمی شرکت کننده در پیوند با ضرایب وزنی متفاوت می باشد که بیانگر سهم هر لوربیتال اتمی در ترکیب خطی است. تنها لوربیتال های ؟ در تشکیل لوربیتالهای مولکولی مورد استفاده قرار می گیرند. بنابراین لوربیتالهای مولکولی ؟ توسط افزودن در لوربیتال ؟ هیدروژنها به دست می آیند.
فرمول
برای برسی بهتر تئوری لوریتال مولکولی، معمولاً مولکولها به دو دسته جور هسته ها و ناجور هسته ها تقسیم می شود در گروه اول دو اتم شرکت کننده در پیوند یکسان هستند نظیر ترکیبات دوتایی ؟ یا ؟ یا غیره و در گروه دوم ، هسته های شرکت کننده متفاوت است نظیر، HF ؟ ؟ و غیره
هم پوشانی: همانطوری که قبلاً ذکر شد یک الکترون و لوربیتال مربوط به آن به بهترین وجه توسط تابع موج مناسب توصیف می شود از نقطه نظر فیزیکی هنگامی که دو موج به یکدیگر نزدیک می شوند دو ؟کنش میان آنها صورت می گیرد تداخل سازنده که در آن دامنه نوسان موج افزایش می یابد.
و دیگری تداخل ویرانگر که موج ؟ دارای دامنه نوسان کمتری از موجهای اولیه است.
آنچه در شیمی اهمیت دارد آن است توابع موج مربوط به لوربیتالهای اتمی که به یکدیگر نزدیک می شوند چگونه با یکدیگر هم پوشانی می کنند. در فاکتوری که باید در میزان همپوشانی لوربیتالهای اتمی مورد توجه قرار بگیرد انرژی و تقارن است برای یک هم پوشانی مطلوب لوربیتالهای باید از لحاظ انرژی و تقارن ( که در این جا منظور علامت تابع موج است) با یکدیگر مناسب باشند انتگرال هم پوشانی معیاری از میزان هم پوشانی میان دو لوربیتال است اگر در تشکیل پیوند لوربیتالهای ؟ از اتم A و ؟ از اتم B دخالت داشته باشند انتگرال هم پوشانی به صورت
فرمول
تعریف می شود حاصل هم پوشانی این دو لوریتال اتمی تشکیل دو لوربیتال مولکولی است که یکی لوربیتال مولکولی پیوندی و دیگری لوربیتال مولکولی ضد پیوندی نام دارد در لوربیتال پیوندی ، هم پوشانی مثبت (0<S) است و دانسیته الکترون میان هسته های A و B افزایش می یابد. در این حالت هسته ها از هم دیگر پوشیده می شوند.
و جا و نه هر دو هسته برای الکترونها تشدید می شود و در نتیجه انرژی مولکول پائین می آید (وضعیت پیوندی ) در اوربیتال ضد پیوندی همپوشانی منفی (0>S) است و دانسیته الکترون بین هسته ها کاهش می یابد هسته ها در مقابل تا اندازه ای عریان هستند و الکترونها در نقاطی از فضا که در آنجا جاذبه متقابل بوسیله هر دو دسته شدیداً کاهش یافته است (خارج از محور هسته) مجتمع شده و این یک وضعیت ضد پیوندی خواهد بود . وضعیت (0=S) ناپیوندی نامیده می شود و مربوط به حالتی است که هیچ گونه بر هم کنشی میان اوربیتال های وجود ندارد در چنین حالتی میزان هم پوشانی مثبت و منفی با یکدیگر برابر بود. و در نتیجه 0=S است اوربیتال های ارتوگونال یا عمود بر هم ) نظیر اوربیتال های ؟ یا اوربیتال های؟ که نسبت به یکدیگر ارتوگونال هستند (شکل 1) انواع هم پوشانی میان اوربیتال های مختلف را نشان می دهد.
انواع هم پوشانی
1-هم پوشانی (سیگا) : اگر اوربیتال های اتمی هم پوشانی کننده دارای تقارن استوانه ای در اطراف محور پیوند ( که بطور قرار دادی محور انتخاب می شوند) باشند هم پوشانی میان آنها از نوع G یا سر به سر خواهد بود و اوربیتال های G نامیده می شود منظور از تقارن استوانه ای آن است که با حرکت استوانه ای در اطراف محور پیوند یا محوری علامت تابع موج عوض نمی شود در این صورت اوربیتال محور ؟ دارای چنین مشخصه ای می باشند اوربیتال پیوندی فاقد صفحه گره ای در محور بین هسته ها می باشد.
زیر شکل 1 نوشته شود:
ترتیب اوربیتال های اتمی در همپوشانی مثبت ؟ همپوشانی منفی ؟ و هم پوشانی صفر
2-همپوشانی T : اوربیتالهای اتمی ؟ و یا ؟ دارای تقارن استوانه ای در مدل محور پیوند می توانند با خودشان با محورهای موازی هم پوشانی کند در اوربیتال ؟ پیوندی یک صفحه گره ای در امتداد محور بین هسته وجود دارد .
3-هم پوشانی؟ : برخی اوربیتالها نظیر ؟ و به علت تقارن ؟ که دارند می توانند همپوشانی انجام دهند که اوربیتالهای حاصل دارای یک صفحه گرهی در امتداد محور بین هسته ای و دو صفحه دیگر عمود بر آن هستند شکل (2) انواع همپوشانی را نشان می دهد .
همان طوریکه ؟ می شود تمام اوربیتالهای ضد پیوندی دارای یک صفحه گروهی اضافی نسبت به اوربیتالها ی پیوندی هستند علاوه بر وجود یک یا چند صفحه گرهی تقارن نسبت به وارونگی در حول مرکز مولکول نیز مورد توجه است عمل وارونگی عبارت است از شروع یک نقطه دلخواه در مولکول؟ هر یک مستقیم به سمت مرکز مولکول و ادامه در فاصله مساوی در همان امتداد اوربیتالهای ؟ نمایش داده می شوند ؟ که دارای ؟ تابع از یکسان تحت وارونگی باشند در حالیکه اوربیتال ؟ علامت تابع موج متفاوت دارد پس اوربیتالهای پیوندی و ؟ ضد پیوندی را از نوع ؟ ضد پیوندی و ؟ پیوندی از نوع ؟ هستند . ( شکل 3)
شکل (3) تعیین زوجیت اوربیتال های مولکولی
ساختار جامدات بلوری
تقسیم بندی پیوند ها
نیروهای بین اتم ها را می توان به چهار دسته تقسیم کرد:
1-پیوند کوالانسی: زمانی این پیوند ایجاد می شود که اوربیتال ؟ ظرفیت در اتم های غیر فلز به گونه ای ؟ کنند که دانسیته الکترون بین اتم ها افزایش یابد (همپوشانی مثبت ) چون این اتم ها جاذبه مشابه یا یکسانی برای الکترونها دارند انتقال الکترون از یک اتم به اتم دیگر صورت نمی گیرد بلکه الکترونها بین آنها به اشتراک گذاشته می شود . یک پیوند کوالانسی مشتمل بر یک جفت الکترون ؟ های مخالف است و دو اتم در آن نیز سهیم هستند این نیرو در حقیقت نیروی نگهدارنده بین اتم ها در یک مولکول است.
2-پیوند یونی پیوند حاصل از نیروهای جاذبه الکترواستاتیکی (؟ ) بین یک فلز و یک غیر فلز است. در پیوند های یونی خالص بین اتم ها اشتراک الکترون وجود ندارد مثلاً در واکنش بین ؟ یک الکترون از یک اتم سزیم به یک اتم ؟ منتقل می شود و ذرات بارداری به نام پول تولید می شود.
3-پیوند اندروالس: ؟ پیوند را نیروی می نامند و در مولکولهای فاقد دو قطبی دائمی موجب می شود به صورت مایع درآیند منشاء این نیرو حرکت الکترونها است ؟ از مولکول دو قطبی لحظه ای به وجود می آید و در هر لحظه موقعیت قطبهای مثبت و منفی به دلیل حرکت الکترونها تغییر می کند. در نتیجه مولکول در کل فاقد گشتاور دو قطبی است این نیرو در مولکولهای بزرگ و پیچیده ای که دارای ؟ الکترونی بزرگی هستند
و به راحتی قطبیده (؟)می شوند به سرعت افزایش می یابد نیروی اصلی افزایش می یابد نیروی اصلی در آرگون و تتراکلرید کربن جامد همین نیرو است.
4-پیوند فلزی این نوع پیوند شبکه های منظم از اتم هایی که کمبود الکترون دارند یا گروهی از اتم ها مانند فلز است و آلیاژها را در کنار یکدیگر نگه می دارند بارزترین خصوصیت این پیوند این است که الکترونهای پیوندی در تمام سطوح کریستال به طور نسبتاً ؟ به اتم وابسته اند و آزادانه در سراسر بلور فلزی حرکت می کنند زیرا پتانسیل یونیزاسیون و الکترونگاتیوی فلزات بسیار کم است . یونهای مثبت فلزی نقاط شبکه ای ثابت را در بلور اشغال می کنند و ؟ الکترونهای آزاد بلور را به هم نگه می دارد بهترین تقسیم بندی بلور ها بر حسب نوع ذرات تشکیل دهنده و نیروهای نگه دارنده ؟:
کوالانسی، یونی، ؟ فلزی
تقسیم بندی بلور ها :بهترین تقسیم بندی بلور ها بر حسب نوع ذرات تشکیل دهنده و نیروهای نگهدارنده آنهاست:
کوالانسی، یونی، و اندوالسی، فلزی
تقسیم بندی بلورها:
1-بلورهای کوالانسی (مولکولی): ذرات تشکیل دهنده این بلور اتم ها هستند که با شبکه ای از پیوند های کوالانسی به یکدیگر متصل هستند این مواد بسیار دیر گداز و سخت بوده و برای از بین بردن ساختار بلوری باید تعداد زیادی پیوند کوالانسی شکسته شود الماس که در آن اتم های کربن به وسیله پیوند های کوالانسی به یکدیگر متصل شده و ساختار سه یعدی به وجود می آورد. نمونه ای از این نوع بلورها است.
2-بلورهای یونی: عامل نگهدارنده یونهای مثبت و منفی در ساختار بلورها و به الکترواستاتیکی است و به دلیل قوی بودن این نیرو ها نقطه ذوب بالا ؟ سخت و شکننده اند در حالت مذاب یا محلول رسانای خوبی برای جریان الکتریسیته اند اما در حالت جامد یونها آزادی حرکت ندارند. و نارسا هستند.
3-بلورهای واندرووالسی: (مولکولی) ذرات تشکیل دهنده این بلور ها مولمول هستند و قدرت نگهدارنده آنها به اندازه نیزروهای الکترواستاتیکی در بلورهای یونی ؟ و در نتیجه بلورهای مولکول نرم هستند و دمای ذوب پایین تر از ؟ دارند.
نیروهای پراکندگی ؟ مولکول های غیر قطبی را در ساختار بلوری نگه می دارد و بلور مولکولهای قطبی نیروهای دو قطبی دو قطبی و همچنین نیروهای ؟ وجود دارند و دمای ذوب این ترکیبات بیش تر از ترکیبات غیر قطبی با ساختمان یکسان است.
برخی از ترکیبات مولکولی مانند آب به مقدار ناچیز تفکیک شده و رسانای ضعیف جریان الکتریسیته هستند به طور کلی بلورهای مولکولی رسانای جریان الکتریسیته در حالت مذاب یا مایع نیستند.
4-بلورهای ؟: الکترونهای ؟ ظرفیت اتم های فلز در ساختار بلور فلزی حرکت می کنند و بقیه اتم های فلز یعنی یون های مثبت در بلور موقعیت ثابتی دارند ؟ منفی الکترون های در حال حرکت که دریای الکترون نامیده می شود اجزای بلور را به یکدیگر متصل می کنند این نیروی اتصال دهنده قوی به پیوند فلزی مشهور است دمای ذوب و چگالی اغلب فلزات بالا است و یون های مثبت تشکیل دهنده ساختار آنها آرایش فشرده دارند. برخلاف بلورهای یونی موقعیت بلورهای مثبت در بلورهای فلزی را می توان بدون از بین بردن بلور تغییر داد زیرا بار منفی الکترونها آزاد به طور یکنواختی پراکنده شده است به همین دلیل اغلب بلورهای فلزی چکش ؟ (شکل پذیر) و منقول پذیر (قابل تبدیل به سیم) هستند اغلب فلزات رسانای خوب جریان الکتریسیته هستند.

































همپوشانی اوربیتالها

یک پیوند شیمیایی زمانی به وجود می ایدکه اوربیتالهای مختلف به گونه ای هم پوشانی کنند که دانسیته الکترون در بین هسته های آن افزایش می یابد برای همپوشانی اوربیتالهای اتمی در حد تشکیل پیوند بایداولا سطح انرژی اوربیتالهای اتمی یکسان باشد یا تفاوت کمی داشته باشد (شرط انرژی )وثانیا نسبت به محور اصلی مولکول تقارن یکسان داشته باشد.
اگر اوربیتالهای دو اتم از طریق لبهای همنام با یکدیگر همپوشانی کنند ،همپوشانی مثبت بوده ومنجر به تشکیل اوربیتالهای مولکولی پیوندی می شود.هر گاه دو اتم از طریق لبهای غیر همنام،همپوشانی کنند،همپوشانی منفی است وبه تشکیل اوربیتالهای مولکولی ضد پیوندی منجر می شودویا چنانچه نزدیکی اوربیتالهای اتمی به گونه ی باشدکه همپوشانی نداشته باشد ویا میزان همپوشانی مثبت ومنفی یکسان باشد،همپوشانی صورت نمی گیرد.در این صورت اوربیتال غیر پیوندی است.


تاریخ شماره نسخه کاربر توضیح اقدام
 سه شنبه 03 آذر 1383 [10:12 ]   20   هاجر هاتفی      جاری 
 سه شنبه 03 آذر 1383 [10:10 ]   19   هاجر هاتفی      v  c  d  s 
 سه شنبه 03 آذر 1383 [10:05 ]   18   هاجر هاتفی      v  c  d  s 
 سه شنبه 03 آذر 1383 [09:38 ]   17   هاجر هاتفی      v  c  d  s 
 سه شنبه 03 آذر 1383 [09:35 ]   16   هاجر هاتفی      v  c  d  s 
 سه شنبه 03 آذر 1383 [09:20 ]   15   هاجر هاتفی      v  c  d  s 
 سه شنبه 03 آذر 1383 [09:03 ]   14   هاجر هاتفی      v  c  d  s 
 سه شنبه 03 آذر 1383 [08:55 ]   13   هاجر هاتفی      v  c  d  s 
 دوشنبه 02 آذر 1383 [10:23 ]   12   هاجر هاتفی      v  c  d  s 
 دوشنبه 02 آذر 1383 [10:18 ]   11   هاجر هاتفی      v  c  d  s 
 دوشنبه 02 آذر 1383 [10:16 ]   10   هاجر هاتفی      v  c  d  s 
 یکشنبه 01 آذر 1383 [09:40 ]   9   هاجر هاتفی      v  c  d  s 
 یکشنبه 01 آذر 1383 [09:38 ]   8   هاجر هاتفی      v  c  d  s 
 یکشنبه 01 آذر 1383 [09:17 ]   7   هاجر هاتفی      v  c  d  s 
 یکشنبه 01 آذر 1383 [08:19 ]   6   هاجر هاتفی      v  c  d  s 
 یکشنبه 01 آذر 1383 [08:18 ]   5   هاجر هاتفی      v  c  d  s 
 چهارشنبه 27 آبان 1383 [10:26 ]   4   هاجر هاتفی      v  c  d  s 
 سه شنبه 19 آبان 1383 [09:59 ]   3   هاجر هاتفی      v  c  d  s 
 دوشنبه 18 آبان 1383 [10:26 ]   2   هاجر هاتفی      v  c  d  s 
 دوشنبه 18 آبان 1383 [10:17 ]   1   هاجر هاتفی      v  c  d  s 


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..