Belangrijkste verschil - Bonding versus antibindende moleculaire orbitalen

De moleculaire orbitaaltheorie verklaart de chemische binding tussen atomen in een molecuul. Het stelt dat twee atoomorbitalen elkaar overlappen om een ​​binding te vormen. Deze overlapping veroorzaakt de vermenging van twee orbitalen, waardoor een moleculaire orbitaal wordt gevormd. Er zijn twee soorten moleculaire orbitalen: bindende moleculaire orbitalen en antibindende moleculaire orbitalen. Bindende moleculaire orbitalen zijn samengesteld uit bindingselektronen. Deze elektronen zijn met elkaar gepaard en vormen een covalente binding. Antibindende moleculaire orbitalen bevinden zich buiten de binding omdat ze niet deelnemen aan binding. Het belangrijkste verschil tussen bindende en antibindende moleculaire orbitalen is dat: bindende moleculaire orbitalen vertegenwoordigen de vorm van een molecuul, terwijl antibindende moleculaire orbitalen niet bijdragen aan de bepaling van de vorm van een molecuul.

Belangrijkste gebieden die worden gedekt

1. Wat zijn bindende moleculaire orbitalen? - Definitie, structuren, bijdrage aan chemische binding 2. Wat zijn antibindende moleculaire orbitalen? - Definitie, structuren, bijdrage aan chemische binding 3. Wat is het verschil tussen bindende en antibindende moleculaire orbitalen? – Vergelijking van de belangrijkste verschillen

Sleutelbegrippen: Antibonding Molecular Orbital, Asterisk Mark, Atomic Orbital, Bond Electron Pair, Bonding Molecular Orbital, Molecular Orbital Theory

Wat zijn bindende moleculaire orbitalen?

Bindende moleculaire orbitalen zijn een soort moleculaire orbitalen die betrokken zijn bij de vorming van een chemische binding. Deze orbitalen worden gevormd door de overlapping van twee atomaire orbitalen van twee verschillende atomen. Deze overlapping resulteert in het mengen van twee atomaire orbitalen, waardoor de moleculaire orbitalen worden gevormd. Om op deze manier te worden gemengd, moeten de twee atomaire orbitalen vergelijkbare energieën en correcte symmetrie hebben.

De elektronendichtheid van bindende moleculaire orbitalen is hoger dan die van antibindende orbitalen. De energie van deze bindende moleculaire orbitalen is minder dan die van de atomaire orbitalen die met elkaar werden gemengd om de bindende moleculaire orbitaal te vormen. Deze bindende moleculaire orbitalen zijn stabieler omdat een lager energieniveau een hogere stabiliteit aangeeft.

Bovendien dragen bindende moleculaire orbitalen bij aan de bepaling van de moleculaire geometrie van een bepaald molecuul. De ruimtelijke rangschikking van deze bindende moleculaire orbitalen vertegenwoordigt de vorm van het molecuul, aangezien de bindingselektronenparen zich in deze bindende moleculaire orbitalen bevinden.

Figuur 1: Moleculair orbitaal diagram van H₂

De bovenstaande afbeelding toont het moleculaire orbitale diagram van He₂ molecuul. De atomaire orbitalen van twee H-atomen worden rechts en links weergegeven. In het midden worden de bindende en antibindende orbitalen getoond. Hier wordt de bindingsorbitaal gegeven als σ_1s omdat het de bindende orbitaal is van de 1s-orbitaal van H. "E" vertegenwoordigt de energie. Daarom is het energieniveau van bindende moleculaire orbitalen lager dan dat van antibindende moleculaire orbitalen en de atomaire orbitalen.

Wat zijn antibindende moleculaire orbitalen?

Antibindende moleculaire orbitalen zijn orbitalen die elektronen bevatten buiten het gebied tussen twee atoomkernen. Elektronen in de antibindende orbitalen verminderen de stabiliteit van een molecuul omdat deze elektronen het grootste deel van hun tijd buiten de atoomkernen doorbrengen. Daarom is de elektronendichtheid van de antibindende moleculaire orbitalen minder in vergelijking met die van bindende moleculaire orbitalen, en antibindende moleculaire orbitalen geven de elektronendichtheid buiten de binding aan.

Antibindende moleculaire orbitalen hebben een hogere energie dan die van atomaire orbitalen en bindende moleculaire orbitalen. Dit komt omdat de elektronen in deze orbitalen niet bijdragen aan de vermindering van afstoting tussen twee atoomkernen. Daarom is de stabiliteit van verbindingen met elektronen in de antibindende moleculaire orbitalen lager. In stabiele verbindingen is de aanwezigheid van elektronen in antibindende moleculaire orbitalen echter niet of minder. De ruimtelijke rangschikking van antibindende moleculaire orbitalen bepaalt niet de vorm of de geometrie van een molecuul.

Figuur 2: Moleculaire orbitale energie van He₂ Molecuul

Volgens de bovenstaande afbeelding is de elektronendichtheid in de bindende moleculaire orbitaal gelijk aan die van de antibindende moleculaire orbitaal. Daarom is het een zeer onstabiel molecuul. Vandaar dat hij₂ molecuul bestaat niet. De antibindende moleculaire orbitaal wordt gegeven als σ*.

Verschil tussen bindende en antibindende moleculaire orbitalen

Definitie

Moleculaire orbitalen binden: Bindende moleculaire orbitalen zijn een soort moleculaire orbitalen die betrokken zijn bij de vorming van een chemische binding.

Antibindende moleculaire orbitalen: Antibindende moleculaire orbitalen zijn orbitalen die elektronen bevatten buiten het gebied tussen twee atoomkernen.

Elektronendichtheid

Moleculaire orbitalen verbinden: De elektronendichtheid in bindende moleculaire orbitalen is hoger.

Antibindende moleculaire orbitalen: De elektronendichtheid in antibindende moleculaire orbitalen is laag.

Energie

Moleculaire orbitalen binden: De energie van het binden van moleculaire orbitaal is relatief lager.

Antibindende moleculaire orbitalen: De energie van antibindende moleculaire orbitaal is relatief hoger.

Vertegenwoordiging

Moleculaire orbitalen verbinden: De bindende moleculaire orbitalen worden weergegeven zonder een sterretje (*).

Antibindende moleculaire orbitalen: De antibindende moleculaire orbitalen worden weergegeven met een sterretje (*).

Geometrie van molecuul

Moleculaire orbitalen binden: De geometrie van een molecuul wordt weergegeven door de ruimtelijke rangschikking van bindende moleculaire orbitalen.

Antibindende moleculaire orbitalen: De geometrie van een molecuul is niet afhankelijk van de ruimtelijke ordening van antibindende moleculaire orbitalen.

elektronen

Moleculaire orbitalen binden: Elektronen in de bindende moleculaire orbitaal dragen bij aan de vorming van een binding.

Antibindende moleculaire orbitalen: De elektronen in antibindende moleculaire orbitalen dragen niet bij aan de vorming van de binding.

Stabiliteit

Moleculaire orbitalen verbinden: De stabiliteit van bindende moleculaire orbitalen is relatief hoger.

Antibindende moleculaire orbitalen: De stabiliteit van antibindende moleculaire orbitalen is relatief lager.

Conclusie

De moleculaire orbitaaltheorie verklaart de vorming van een chemische binding tussen twee atomen door overlappende of vermenging van atomaire orbitalen. Deze vermenging van atomaire orbitalen vormt nieuwe orbitalen die moleculaire orbitalen worden genoemd. De moleculaire orbitalen kunnen worden gevonden als bindende moleculaire orbitalen of antibindende moleculaire orbitalen. Het belangrijkste verschil tussen bindende en antibindende moleculaire orbitalen is dat bindende moleculaire orbitalen de vorm van een molecuul vertegenwoordigen, terwijl antibindende moleculaire orbitalen niet bijdragen aan de bepaling van de vorm van een molecuul.

Referenties:

1. "Bonding en antibindende moleculaire orbitalen - grenzeloos open leerboek." Grenzeloos. Grenzeloos, 26 mei 2016. Web. Beschikbaar Hier. 10 aug. 2017. 2. "Bonding en antibindende orbitalen." Chemie LibreTexts. Libretexts, 19 juni 2017. Web. Beschikbaar Hier. 10 aug. 2017.

Afbeelding met dank aan:

1. "Dihydrogen-MO-Diagram" door CCoil (talk) - Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia2. "He2 antibindende orbitaal" door Helvet - Eigen werk (GFDL) via Commons Wikimedia