Fig. 8-8. Contour maps of the molec

Fig. 8-8. Contour maps of the molecular orbital charge densities for O2 at the equilibrium internuclear distance of 2.282 au. Only one component of the Ipg and 1pu orbitals is shown. All the maps are for doubly-occupied orbitals with the exception of that for 1pg for which each component of the doubly-degenerate orbital contains a single electron. The nodes are indicated by dashed lines. Click here for contour values.

The molecular orbitals of p symmetry are doubly degenerate and a filled set of p orbitals will contain four electrons. The node in a pu orbital is in the plane which contains the internuclear axis and is not perpendicular to this axis as is the node in a su orbital. (The nodal properties of the orbitals are indicated in Fig. 8-4.) The pu orbital is therefore bonding. A pg orbital, on the other hand, is antibonding because it has, in addition to the node in the plane of the bond axis, another at the bond mid-point perpendicular to the axis. The bonding and antibonding characters of the p orbitals have just the opposite relationship to their g and u dependence as have the s orbitals.

The 1sg and 1su orbital densities have, as in the case of Li2, degenerated into localized atomic distributions with the characteristics of 1s core densities and are nonbonding. The valence electrons of O2 are contained in the remaining orbitals, a feature reflected in the extent to which their density distributions are delocalized over the entire molecule. Aside from the inner nodes encircling the nuclei, the 2sg and 2suorbital densities resemble the 1sg and 1su valence density distributions of H2 and He2. A quantitative discussion of the relative binding abilities of the 2sg , 3sg and 1p orbital densities is presented in the following section.

One interesting feature of the electronic configuration of O2 is that its outer orbital is not fully occupied. The two pg electrons could both occupy one of the pg orbitals with paired spins or they could be assigned one to each of the pg orbitals and have parallel spins. Hund's principle applies to molecules as well as to atoms and the configuration with single occupation of both pg orbitals with parallel spins is thus predicted to be the most stable. This prediction of molecular orbital theory regarding the electronic structure of O2 has an interesting consequence. The oxygen molecule should be magnetic because of the resultant spin angular momentum possessed by the electrons. The magnetism of O2 can be demonstrated experimentally in many ways, one of the simplest being the observation that liquid oxygen is attracted to the poles of a strong magnet.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

Fig. 8-8 แผนที่ contour แน่นค่าโคจรระดับโมเลกุลสำหรับ O2 ในระยะ internuclear สมดุลของ 2.282 au ส่วนประกอบหนึ่งของ orbitals Ipg และ 1pu จะแสดงขึ้น แผนที่ทั้งหมดที่มีสำหรับ orbitals ครอบครองสองเหตุการณ์ข้อยกเว้นที่สำหรับ 1pg ซึ่งแต่ละส่วนของออร์บิทัลสองเหตุการณ์-degenerate ประกอบด้วยอิเล็กตรอนเดี่ยว โหนดที่จะแสดง ด้วยเส้นประ คลิกที่นี่สำหรับค่าจาก Orbitals โมเลกุลของ p สมมาตรเป็น degenerate สองเหตุการณ์ และชุดเต็มของ p orbitals จะประกอบด้วย 4 อิเล็กตรอน โหนดใน pu ที่โคจรในระนาบที่ประกอบด้วยแกน internuclear และไม่ตั้งฉากกับแกนนี้เป็นโหนใน su ที่โคจร อยู่ (คุณสมบัติดังของ orbitals จะแสดงใน Fig. 8-4) ดังนั้นจึงมีการยึดออร์บิทัลของปู Pg ที่โคจร คง ได้ antibonding มี นอกจากนี้โหนในระนาบแกนพันธะ อีกที่เส้นตั้งฉากจุดกลางพันธะกับแกน ตัวยึด และ antibonding ของ p orbitals มีเพียงความสัมพันธ์ตรงกันข้ามกับ g ของพวกเขาและคุณพึ่งพาได้ s orbitals แน่นของวงโคจร 1sg และ 1su ได้ ในกรณีของ Li2, degenerated เป็น กระจายถิ่นอะตอมที่ มีลักษณะของ 1s หลักแน่น และมี nonbonding เวเลนซ์อิเล็กตรอนของ O2 จะอยู่ใน orbitals เหลือ สะท้อนคุณลักษณะในขอบเขตเพื่อเป็นการกระจายความหนาแน่นของ delocalized ผ่านโมเลกุลทั้งหมดที่ นอกจากภายในโหนดที่รแอลฟา 2sg และ 2suorbital แน่นคล้าย 1sg และ 1su เวเลนซ์ความหนาแน่นการกระจายของ H2 และ He2 มีการนำเสนอการสนทนาเชิงปริมาณของความสามารถในการผูกสัมพันธ์การ 2sg, 3sg และ p 1 แน่นโคจรในส่วนต่อไปนี้ หนึ่งในคุณลักษณะที่น่าสนใจของโครงแบบอิเล็กทรอนิกส์ของ O2 ได้ว่า ออร์บิทัลของภายนอกจะไม่ครอบครองเต็ม อิเล็กตรอน pg สองได้ทั้งครอบครอง orbitals pg กับสปินจัดเป็นคู่อย่างใดอย่างหนึ่ง หรือพวกเขาสามารถถูกกำหนดในการ pg orbitals แต่ละ และมีสปินขนาน ใช้หลักการของ Hund โมเลกุลเช่นเป็นอะตอม และโครงแบบที่ มีอาชีพเดียวของ orbitals pg ทั้งกับสปินขนานดังนั้นคาดว่า จะ มีเสถียรภาพมากที่สุด การคาดเดาของทฤษฎีโมเลกุลของวงโคจรที่เกี่ยวกับโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของ O2 มีสัจจะที่น่าสนใจ โมเลกุลออกซิเจนควรแม่เหล็กเนื่องจากผลแก่หมุนเชิงมุมโมเมนตัมมอบอิเล็กตรอน สามารถแสดงความเป็นแม่เหล็กของ O2 experimentally มาย หนึ่งง่ายที่สุดจะสังเกตว่า ออกซิเจนเหลวจะดึงดูดการหมุนของแรงแม่เหล็ก

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

รูป 8-8 แผนที่ Contour ความหนาแน่นของค่าใช้จ่ายสำหรับการโคจรโมเลกุล O2 ที่สมดุล Internuclear ระยะทาง 2.282 ชั่วคราว เพียงองค์ประกอบหนึ่งของ Ipg และ orbitals 1pu จะแสดง แผนที่ทั้งหมดที่มีสำหรับ orbitals ทวีคูณครอบครองยกเว้นว่าสำหรับ 1pg ที่ส่วนประกอบของทวีคูณเลวโคจรแต่ละที่มีอิเล็กตรอนเดียว โหนดจะแสดงโดยเส้นประ คลิกที่นี่สำหรับค่ารูปร่าง. โมเลกุล orbitals สมมาตรพีเป็นคนเลวเป็นทวีคูณและชุดเต็มของ orbitals พีจะมีสี่อิเล็กตรอน โหนดในปูโคจรอยู่ในระนาบซึ่งมีแกน Internuclear และไม่ได้ตั้งฉากกับแกนนี้ตามที่เป็นโหนดในซูโคจร (คุณสมบัติสำคัญของ orbitals จะแสดงในรูป. 8-4.) การไฟฟ้าโคจรจึงเป็นพันธะ หน้าโคจรในมืออื่น ๆ ที่เป็น antibonding เพราะมีนอกเหนือไปจากโหนดในระนาบของแกนตราสารหนี้พันธบัตรอีกจุดกลางตั้งฉากกับแกน พันธะและ antibonding ตัวละครของ orbitals พีมีเพียงแค่ความสัมพันธ์ที่ตรงข้ามกับการพึ่งพากรัมและ u ของพวกเขาเป็นมี orbitals ฯ . ความหนาแน่นโคจร 1SG และ 1su ได้เช่นในกรณีของ Li2 ที่ถดถอยลงในภาษาท้องถิ่นกระจายอะตอมที่มีลักษณะของ 1s ความหนาแน่นหลักและจะ nonbonding อิเล็กตรอนจุของ O2 มีอยู่ในวงโคจรที่เหลือคุณลักษณะที่สะท้อนให้เห็นในขอบเขตที่การกระจายความหนาแน่นของพวกเขาจะ delocalized กว่าโมเลกุลทั้งหมด นอกเหนือจากโหนดภายในล้อมรอบนิวเคลียสที่ 2SG และความหนาแน่น 2suorbital คล้าย 1SG และ 1su กระจายความหนาแน่นของความจุของ H2 และ He2 การอภิปรายเชิงปริมาณของความสามารถในการผูกสัมพันธ์กันของ 2SG, 3SG 1p และความหนาแน่นของการโคจรจะนำเสนอในส่วนต่อไปนี้. หนึ่งในคุณสมบัติที่น่าสนใจของการกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์ของ O2 คือการที่มันนอกวงโคจรไม่ได้วุ่นอยู่ ทั้งสองอิเล็กตรอนหน้าทั้งสามารถครอบครองหนึ่งในออร์บิทัหน้าคู่กับสปินหรือพวกเขาจะได้รับมอบหมายหนึ่งไปยังแต่ละ orbitals หน้าและมีสปินขนาน หลักการของ Hund นำไปใช้กับโมเลกุลเช่นเดียวกับอะตอมและการกำหนดค่าที่มีอาชีพเดียวของทั้ง orbitals หน้ากับสปินขนานจึงเป็นที่คาดการณ์ว่าจะเป็นมีเสถียรภาพมากที่สุด ทำนายนี้ของทฤษฎีการโคจรโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของ O2 มีผลที่น่าสนใจ โมเลกุลออกซิเจนที่ควรจะเป็นแม่เหล็กเพราะผลลัพธ์หมุนโมเมนตัมเชิงมุมครอบครองโดยอิเล็กตรอน แม่เหล็กของ O2 สามารถแสดงให้เห็นถึงการทดลองในหลาย ๆ วิธีหนึ่งที่ง่ายที่สุดถูกสังเกตว่าออกซิเจนเหลวติดใจกับขั้วของแม่เหล็กที่แข็งแกร่ง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

รูปที่ 8-8 . เส้นแผนที่ของโมเลกุลโคจรค่าความหนาแน่นสำหรับ O2 ที่สมดุล internuclear ระยะทาง 2.282 AU เพียงส่วนประกอบหนึ่งของ IPG 1pu วงโคจรและแสดง แผนที่ทั้งหมดสำหรับทวีคูณครอบครองวงโคจรด้วยข้อยกเว้นที่ 1pg ซึ่งแต่ละองค์ประกอบของทวีคูณการโคจรมีอิเล็กตรอนเดี่ยว โหนดจะแสดงด้วยเส้นประ .คลิกที่นี่สำหรับรูปค่า

p ออร์บิทัลเชิงโมเลกุลสมมาตรจะทวีคูณทรามและเต็มไปด้วยชุดของ p ออร์บิทัลเชิงจะประกอบด้วยสี่อิเล็กตรอน โหนดใน PU โคจรอยู่ในระนาบที่มี internuclear แกนและไม่ตั้งฉากกับแกนนี้เป็นโหนดในซูโคจร ( คุณสมบัติข้อของวงโคจรจะแสดงในรูปที่ 8-4 .) PU โคจรจึงผูกมัด เป็น PG โคจรบนมืออื่น ๆที่เป็น antibonding เพราะนอกจากโหนดในระนาบของบอนด์แกนอีก พันธบัตรกลางจุดตั้งฉากกับแกน และเชื่อม antibonding อักษรของ p ออร์บิทัลเชิงได้ตรงกันข้ามความสัมพันธ์ของ G u การพึ่งพามี s ออร์บิทัลเชิง

การ 1sg 1su ความหนาแน่นและโคจรได้ เช่นในกรณีของ li2 เสื่อมลง , การเป็นอะตอมมีลักษณะความหนาแน่นหลัก 1s และ nonbonding . ที่อิเล็กตรอนของออกซิเจนที่มีอยู่ในวงโคจรอีกคุณลักษณะที่สะท้อนอยู่ในขอบเขตที่การกระจายความหนาแน่นของโมเลกุลจะถูกเคลื่อนย้ายไปทั้งหมดนอกเหนือจากภายในโหนดล้อมรอบนิวเคลียส , 2sg 2suorbital คล้าย 1sg และความหนาแน่นและความหนาแน่นการกระจายของ 1su 2 H2 และ he2 . การอภิปรายเชิงปริมาณของการรวมญาติของ 2sg ความสามารถ , และ 3sg 1P โคจรความหนาแน่นที่แสดงในส่วนต่อไปนี้ .

คุณสมบัติหนึ่งที่น่าสนใจของโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของ O2 เป็นที่โคจรนอกไม่ว่างเต็มที่ 2 - อิเล็กตรอนทั้งสองได้ครอบครองหนึ่งใน PG วงโคจรกับจับคู่ สปิน หรือพวกเขาอาจจะมอบหมายให้แต่ละของ PG วงโคจรและสปินแบบขนานฮันด์เป็นหลักใช้กับโมเลกุลรวมทั้งอะตอมและการตั้งค่ากับอาชีพเดียวของทั้ง PG วงโคจรกับสปินขนานจึงทำนายเป็นมั่นคง ทำนายของทฤษฎีออร์บิทัลโมเลกุลนี้เกี่ยวกับโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของ O2 ได้ผลที่น่าสนใจออกซิเจนโมเลกุลควรเป็นแม่เหล็ก เพราะเป็นผลของการหมุนโมเมนตัมเชิงมุมครอบครองโดยอิเล็กตรอน แม่เหล็กของ O2 สามารถแสดงผลหลายวิธี หนึ่งในที่ง่ายที่สุดในการตรวจสอบออกซิเจนเหลวหลงเสน่ห์ขั้วของแม่เหล็กที่แข็งแกร่ง