4.4 Molecular orbital theory: the l

4.4 Molecular orbital theory: the ligand
group orbital approach and
application to triatomic molecules
Despite its successes, the application of valence bond
theory to the bonding in polyatomic molecules leads to
conceptual difficulties. The method dictates that bonds
are localized and, as a consequence, sets of resonance
structures and bonding pictures involving hybridization
schemes become rather tedious to establish, even for
relatively small molecules (e.g. see Figure 4.10c). We
therefore turn our attention to molecular orbital (MO)
theory.
Molecular orbital diagrams: moving from a
diatomic to polyatomic species
As part of our treatment of the bonding in diatomics in
Section 1.13, we constructed MO diagrams such as Figures
1.21, 1.27 and 1.28. In each diagram, the atomic orbitals of
the two atoms were represented on the right- and left-hand
sides of the diagram with the MOs in the middle. Correlation
lines connecting the atomic and molecular orbitals were
constructed to produce a readily interpretable diagram.
Now consider the situation for a triatomic molecule such
as CO2. The molecular orbitals contain contributions from
the atomic orbitals of three atoms, and we are presented
with a problem of trying to draw an MO diagram involving
four sets of orbitals (three sets of atomic orbitals and one
of molecular orbitals). A description of the bonding in
CF4 involves five sets of atomic orbitals and one set of
molecular orbitals, i.e. a six-component problem. Similarly,
SF6 is an eight-component problem. It is obvious that
such MO diagrams are complicated and, probably, difficult
to both construct and interpret. In order to overcome
this difficulty, it is common to resolve the MO description
of a polyatomic molecule into a three-component problem,
a method known as the ligand group orbital (LGO)
approach.
MO approach to the bonding in linear XH2:
symmetry matching by inspection
Initially, we illustrate the ligand group orbital approach
by considering the bonding in a linear triatomic XH2 in
which the valence orbitals of X are the 2s and 2p atomic
orbitals. Let us orient the HXH framework so that it
coincides with the z axis as shown in Figure 4.11. Consider
the two 1s atomic orbitals of the two H atoms. Each 1s
atomic orbital has two possible phases and, when the two
1s orbitals are taken as a group, there are two possible
phase combinations. These are called ligand group orbitals
(LGOs) and are shown at the right-hand side of Figure
4.11.† Effectively, we are transforming the description of the
bonding in XH2 from one in which the basis sets are the
atomic orbitals of atoms X and H, into one in which
the basis sets are the atomic orbitals of atom X and the
ligand group orbitals of an HH fragment. This is a
valuable approach for polyatomic molecules.
In constructing an MO diagram for XH2 (Figure 4.11), we
consider the interactions of the valence atomic orbitals of X
with the ligand group orbitals of the HH fragment.
Ligand group orbital LGO(1) has the correct symmetry to
interact with the 2s atomic orbital of X, giving an MO
with HXH
-bonding character. The symmetry of
LGO(2) is matched to that of the 2pz atomic orbital of X.
The resultant bonding MOs and their antibonding counterparts
are shown in Figure 4.12, and the MO diagram in
Figure 4.11 shows the corresponding orbital interactions.
The 2px and 2py atomic orbitals of X become non-bonding
orbitals in XH2. The final step in the construction of the
MO diagram is to place the available electrons in the MOs
according to the aufbau principle (see Section 1.9). An
important result of the MO treatment of the bonding in

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

4.4 ทฤษฎีวงโมเลกุล: ลิแกนด์กลุ่มแนวทางโคจร และประยุกต์เพื่อ triatomic โมเลกุลแม้ มีความสำเร็จ การใช้วาเลนซ์บอนด์นำไปสู่ทฤษฎีการพันธะในโมเลกุลหลายวาเลนซ์ปัญหาแนวคิด บอกวิธีได้มีภาษาท้องถิ่น และ เป็น ผล ชุดของเรโซแนนซ์โครงสร้างและพันธะ hybridization ที่เกี่ยวข้องกับภาพแม้แบบแผนกลายเป็นค่อนข้างน่าเบื่อเพื่อสร้าง สำหรับโมเลกุลค่อนข้างเล็ก (เช่น c ดูรูป 4.10) เราดังนั้นจึง หันเหความสนใจไปออร์บิทัลโมเลกุล (MO)ทฤษฎีไดอะแกรมวงโมเลกุล: ย้ายจากวาเลนซ์เดียวกับสายพันธุ์หลายวาเลนซ์เป็นส่วนหนึ่งของการรักษาของเราของพันธะใน diatomics ในส่วน 1.13 เราสร้าง MO ไดอะแกรมเช่นตัวเลข1.21, 1.27 และ 1.28 ในแต่ละไดอะแกรม orbitals อะตอมของอะตอมทั้งสองแทนบนตัวขวา - และซ้ายมือด้านของไดอะแกรมที่มี MOs ตรงกลาง สหสัมพันธ์สายที่ orbitals อะตอม และโมเลกุลได้สร้างไดอะแกรมได้อย่างง่ายดาย interpretable ผลิตตอนนี้ พิจารณาสถานการณ์ในโมเลกุล triatomic ดังกล่าวเป็น CO2 Orbitals โมเลกุลประกอบด้วยเงินสมทบorbitals อะตอมของอะตอมที่สาม และเราจะนำเสนอมีปัญหาของการพยายามวาดเป็น MO ไดอะแกรมเกี่ยวข้องกับสี่ชุด orbitals orbitals อะตอม (สามชุดและหนึ่งของโมเลกุล orbitals) คำอธิบายของพันธะในเกี่ยวข้องกับ CF4 ห้าชุดของ orbitals อะตอมและหนึ่งชุดโมเลกุล orbitals เช่นปัญหาหกส่วน ในทำนองเดียวกันSF6 เป็นปัญหาที่มีส่วนประกอบแปด มันเห็นได้ชัดที่MO ไดอะแกรมดังกล่าวมีความซับซ้อน และ อาจ ยากทั้งสร้าง และตีความ เพื่อเอาชนะความยากนี้ มันเป็นเรื่องธรรมดาเมื่อต้องการแก้ไขคำอธิบาย MOของโมเลกุลหลายวาเลนซ์เป็นปัญหาสามส่วนวิธีการที่เรียกว่าลิแกนด์กลุ่มออร์บิทัล (LGO)แนวทางการวิธี MO พันธะใน XH2 เชิงเส้น:จากการตรวจสอบการจับคู่สมมาตรเริ่มแรก การแสดงให้เห็นแนวทางของวงโคจรของกลุ่มลิแกนด์โดยพิจารณาพันธะใน XH2 triatomic แบบเชิงเส้นในซึ่ง orbitals วาเลนซ์ของ X 2s และ 2p อะตอมorbitals ให้เราโอเรียนท์ HXH กรอบดังนั้นทับกับแกน z ดังแสดงในรูปที่ 4.11 พิจารณาที่ orbitals 1s สองอะตอมของ H สองอะตอม แต่ละ 1sออร์บิทัลอะตอม มีสองระยะได้ เมื่อทั้งสอง1s orbitals นำมาเป็นกลุ่ม มีสองเป็นไปได้ชุดเฟส เหล่านี้เรียกว่าลิแกนด์กลุ่ม orbitals(LGOs) และจะแสดงที่ด้านขวาของรูป4.11. กล้องถ่ายภาพได้อย่างมีประสิทธิภาพ เรากำลังปฏิรูปคำอธิบายของการพันธะใน XH2 จากหนึ่งซึ่งเป็นชุดพื้นฐานorbitals อะตอมของอะตอม X และ H เข้าที่ชุดพื้นฐาน orbitals อะตอมของอะตอม X และลิแกนด์ orbitals กลุ่มของส่วน HH นี้เป็นการแนวทางที่มีคุณค่าสำหรับโมเลกุลหลายวาเลนซ์ในการสร้างไดอะแกรมการ MO สำหรับ XH2 (รูป 4.11), เราพิจารณาปฏิสัมพันธ์ของวาเลนซ์ orbitals อะตอมของ Xมี orbitals กลุ่มลิแกนด์ของส่วน HHลิแกนด์กลุ่มออร์บิทัล LGO(1) มีสมมาตรถูกต้องไปโต้ตอบกับ 2s อะตอมวงของ X ให้การ MOกับ HXH-พันธะอักขระ สมมาตรของLGO(2) จับคู่กับที่ออร์บิทัลอะตอม 2pz ของ Xเอาพันธะ MOs และพวก antibondingแสดงในรูปที่ 4.12 และ MO ไดอะแกรมในรูปที่ 4.11 แสดงการโต้ตอบของวงโคจรที่สอดคล้องกันOrbitals อะตอม 2px และ 2py ของ X เป็นปลอดพันธะorbitals ใน XH2 ขั้นตอนสุดท้ายในการก่อสร้างการMO ไดอะแกรมเป็นวางอิเล็กตรอนมี MOsตามหลักการ aufbau (เห็น 1.9 ส่วน) มีผลสำคัญของการรักษาพันธะใน MO

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

4.4 โมเลกุลทฤษฎีวงโคจร: แกนด์
กลุ่มวิธีการโคจรและ
ประยุกต์ใช้ในการ triatomic โมเลกุล
อย่างไรก็ตามความสำเร็จของการประยุกต์ใช้ความจุพันธบัตร
ทฤษฎีพันธะในโมเลกุล polyatomic จะนำไปสู่
ความยากลำบากความคิด วิธีการสั่งการให้พันธบัตร
แปลเป็นภาษาท้องถิ่นและเป็นผลให้ชุดของเสียงสะท้อน
โครงสร้างและภาพพันธะที่เกี่ยวข้องกับการผสมพันธุ์
แผนการกลายเป็นที่ค่อนข้างน่าเบื่อที่จะสร้างแม้สำหรับ
โมเลกุลขนาดค่อนข้างเล็ก (เช่นดู 4.10c รูป) เรา
จึงหันความสนใจของเราไปยังโมเลกุลโคจร (MO)
ทฤษฎี.
แผนภาพโคจรโมเลกุล: ย้ายจาก
อะตอมสองอะตอมสายพันธุ์หลายอะตอม
เป็นส่วนหนึ่งของการรักษาของพันธะใน diatomics ในของเรา
มาตรา 1.13 เราสร้างแผนภาพ MO เช่นรูปที่
1.21, 1.27 และ 1.28 . ในแต่ละแผนภาพที่ orbitals อะตอม
สองอะตอมเป็นตัวแทนบนขวาและซ้ายมือ
ด้านข้างของแผนภาพที่มี MOS ที่อยู่ตรงกลาง ความสัมพันธ์
สายเชื่อมต่อ orbitals อะตอมและโมเลกุลที่ถูก
สร้างขึ้นมาเพื่อผลิตแผนภาพ interpretable ได้อย่างง่ายดาย.
ตอนนี้พิจารณาสถานการณ์สำหรับโมเลกุล triatomic ดังกล่าว
เป็น CO2 โมเลกุล orbitals ประกอบด้วยผลงานจาก
ปรมาณู orbitals สามอะตอมและเราจะนำเสนอ
กับปัญหาของการพยายามที่จะดึงแผนภาพ MO เกี่ยวข้องกับ
สี่ชุด orbitals (สามชุดปรมาณู orbitals และเป็นหนึ่ง
ของโมเลกุล orbitals) คำอธิบายของพันธะใน
CF4 เกี่ยวข้องกับห้าชุดของออร์บิทัอะตอมและหนึ่งชุดของ
โมเลกุล orbitals เช่นปัญหาหกองค์ประกอบ ในทำนองเดียวกัน
SF6 เป็นปัญหาที่แปดองค์ประกอบ เป็นที่ชัดเจนว่า
แผนภาพ MO ดังกล่าวมีความซับซ้อนและอาจจะยากที่
ทั้งสร้างและตีความ เพื่อที่จะเอาชนะ
ปัญหานี้มันเป็นเรื่องธรรมดาที่จะแก้ไขคำอธิบาย MO
ของโมเลกุล polyatomic เป็นปัญหาสามองค์ประกอบ
วิธีที่เรียกว่ากลุ่มแกนด์โคจร (LGO)
วิธี.
วิธี MO เพื่อพันธะใน XH2 เชิงเส้น:
การจับคู่สมมาตร โดยการตรวจสอบ
ขั้นแรกเราแสดงให้เห็นถึงวิธีการที่กลุ่มแกนด์วงโคจร
โดยพิจารณาพันธะใน XH2 triatomic เชิงเส้น
ที่ orbitals Valence ของ X เป็น 2S 2P และอะตอม
orbitals ขอให้เราปรับทิศทางกรอบ HXH เพื่อที่จะ
เกิดขึ้นพร้อมกับแกน Z ตามที่แสดงในรูปที่ 4.11 พิจารณา
ทั้งสองปรมาณู orbitals 1s ของทั้งสอง H อะตอม 1s แต่ละ
อะตอมโคจรมีสองขั้นตอนเป็นไปได้และเมื่อทั้งสอง
1s orbitals ถูกนำมาเป็นกลุ่มที่มีสองเป็นไปได้
อยู่รวมกันขั้นตอน เหล่านี้เรียกว่าแกนด์ออร์บิทักลุ่ม
(LGOs) และจะแสดงที่ด้านขวามือของรูปที่
4.11. †อย่างมีประสิทธิภาพเราจะเปลี่ยนคำอธิบายของ
พันธะใน XH2 จากหนึ่งในชุดพื้นฐานที่มี
orbitals อะตอมของอะตอม X และ H, เป็นหนึ่งในที่ที่
ชุดพื้นฐานเป็น orbitals อะตอมของอะตอม X และ
ออร์บิทักลุ่มแกนด์ของชิ้นส่วน HH นี่คือ
วิธีการที่มีคุณค่าสำหรับโมเลกุล polyatomic.
ในการสร้างแผนภาพ mo สำหรับ XH2 (รูปที่ 4.11) เรา
พิจารณาปฏิสัมพันธ์ของความจุ orbitals อะตอมของ X
กับ orbitals กลุ่มแกนด์ของส่วน HH.
กลุ่มแกนด์โคจร LGO (1) มี สมมาตรถูกต้องในการ
โต้ตอบกับ 2s อะตอมโคจรของ X, MO ให้
กับ HXH? -bonding ตัวอักษร สมมาตรของ
(2) LGO จะถูกจับคู่กับที่ของ 2pz อะตอมโคจรของเอ็กซ์
MOS พันธะผลลัพธ์และ counterparts antibonding ของพวกเขา
จะแสดงในรูปที่ 4.12 และแผนภาพโมชั่นใน
รูปที่ 4.11 แสดงให้เห็นที่สอดคล้องกันปฏิสัมพันธ์โคจร.
2px และ 2py ปรมาณู orbitals เอ็กซ์กลายเป็นไม่ใช่พันธะ
orbitals ใน XH2 ขั้นตอนสุดท้ายในการก่อสร้างของ
แผนภาพ MO คือการวางอิเล็กตรอนที่มีอยู่ในมอส
ตามหลักการ Aufbau (ดูมาตรา 1.9)
ผลลัพธ์ที่สำคัญของการรักษา MO ของพันธะใน

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

4.4 โมเลกุลทฤษฎีการโคจร : ลิแกนด์กลุ่มวงโคจรแบบการประยุกต์ใช้โมเลกุล triatomicแม้จะมีความสำเร็จของการใช้พันธบัตรชนิดทฤษฎีพันธะในโมเลกุลของพอลิอะตอมิก ไปสู่ปัญหาครั้งนี้ วิธีซึ่งพันธบัตรเป็นถิ่น และเป็นผลให้ชุดของเรโซแนนซ์โครงสร้างและภาพที่เกี่ยวข้องกับสารเชื่อมรูปแบบจะค่อนข้างน่าเบื่อที่จะสร้าง แม้แต่สำหรับโมเลกุลขนาดเล็ก ( เช่น ดูรูป 4.10c ) เราจึงหันความสนใจของเราไปยังโมเลกุลโคจร ( MO )ทฤษฎีโมเลกุลโคจรย้ายจากไดอะแกรม :อะตอมกับพอลิอะตอมิกชนิดเป็นส่วนหนึ่งของการรักษาของพันธะใน diatomics ในส่วน 1.13 , เราสร้างโมแผนภาพเช่นตัวเลข1.21 , 1.27 และ 1.28 . ในแต่ละออร์บิทัลเชิงอะตอมของแผนภาพสองอะตอมถูกแสดงบนขวาและมือซ้ายด้านของแผนภาพกับมอส ตรงกลาง ความสัมพันธ์เส้นเชื่อมออร์บิทัลเชิงอะตอมและโมเลกุลคือสร้างขึ้นเพื่อสร้างแผนภาพ interpretable พร้อมตอนนี้พิจารณาสถานการณ์เพื่อ triatomic โมเลกุล เช่นเป็น CO2 ออร์บิทัลเชิงโมเลกุลที่ประกอบด้วยผลงานจากออร์บิทัลเชิงอะตอมที่ 3 อะตอม และเราจะนำเสนอกับปัญหาของการพยายามที่จะวาดเป็นแผนภาพที่เกี่ยวข้องกับโมสี่ชุดของออร์บิทัลเชิงอะตอม ( 3 ชุดจากวงโคจรหนึ่งของออร์บิทัลเชิงโมเลกุล ) รายละเอียดของเกาะในCF4 เกี่ยวข้องกับห้าชุดออร์บิทัลเชิงอะตอมและหนึ่งชุดของออร์บิทัลเชิงโมเลกุล เช่น ปัญหาที่ 6 องค์ประกอบ ในทํานองเดียวกันSF6 เป็นแปดส่วนปัญหา มันชัดเจนว่าแผนภาพโมนั้นมีความซับซ้อน และ คง ยากทั้งสร้างและแปลความหมาย เพื่อที่จะเอาชนะปัญหานี้ มันเป็นเรื่องธรรมดาที่จะแก้ไข โม รายละเอียดของโมเลกุลพอลิอะตอมิกปัญหาสามองค์ประกอบวิธีที่รู้จักกันเป็นวง ( กลุ่ม ) lgo )วิธีการโมวิธีการในการเชื่อม xh2 แบบเชิงเส้นความสมมาตรที่ตรงกันโดยการตรวจสอบในขั้นต้น เราแสดงให้เห็นถึงระบบโคจรเข้าหากลุ่มโดยพิจารณาจากการต่อเส้น triatomic xh2 ในที่ 2 วงโคจรของ x เป็น 2s 2p และอะตอมวงโคจร . ให้เรา Orient กรอบ hxh ดังนั้นว่าสอดคล้องกับแกน Z ดังแสดงในรูปที่ 4.11 . พิจารณา1s ออร์บิทัลเชิงอะตอมทั้งสองของทั้งสอง H อะตอม แต่ละวินาทีอะตอมโคจรได้สองขั้นตอนที่เป็นไปได้และเมื่อสอง1s ออร์บิทัลเชิงไป เป็น กลุ่ม มี สอง ที่สุดชุดเฟส เหล่านี้เรียกว่าลิแกนด์ออร์บิทัลเชิงกลุ่ม( lgos ) และจะแสดงอยู่ที่ด้านขวาของรูป4.11 . ภีษมะได้อย่างมีประสิทธิภาพ เราจะเปลี่ยนรายละเอียดของในการเชื่อม xh2 จากหนึ่งในพื้นฐานชุดเป็นออร์บิทัลเชิงอะตอมและอะตอม x H , เป็นหนึ่งในที่พื้นฐานชุดออร์บิทัลเชิงอะตอมอะตอมเป็น X และลิแกนด์กลุ่มวงโคจรของ HH ส่วน . นี้คือแนวทางที่มีคุณค่าสำหรับโมเลกุลพอลิอะตอมิก .ในการโมแผนภาพสำหรับ xh2 ( รูปที่ 4.11 ) เราพิจารณาปฏิสัมพันธ์ของออร์บิทัลเชิงอะตอมของ x วาเลนซ์ด้วยกลุ่มพบว่าวงโคจรของ HH ส่วน .lgo โคจร ) กลุ่ม ( 1 ) มีความสมมาตรกับถูกต้องโต้ตอบกับ 2s อะตอมโคจรของ X ให้โมกับ hxh ความสัมพันธ์ตัวละคร ความสมมาตรของlgo ( 2 ) ตรงกับที่ของ 2pz อะตอมโคจรของ Xซึ่งเป็นพันธะของมอสและ antibonding คู่แสดงในรูปที่ 4.12 และแผนภาพในโมรูปที่ 4.11 ที่โคจรแสดงการโต้ตอบการ 2px ออร์บิทัลเชิงอะตอม และ 2py X กลายเป็นไม่ติดกันวงโคจรใน xh2 . ขั้นตอนสุดท้ายในการสร้างของโมแผนภาพที่อิเล็กตรอนที่มีอยู่ในมอไปตามเม็ดตุ่มใส ( ดูมาตรา 1.9 ) เป็นผลสำคัญของการรักษาของพันธะในโม