Mengapa orbital ikatan lebih stabil?

Mengapa orbital ikatan lebih stabil?
Anonim

Orbital ikatan meminimalkan energi tolakan nuklir.

Mari kita perhatikan persamaan berikut yang menggambarkan energi sistem mekanika kuantum melalui model Particle-in-a-Box untuk atom helium:

#E = overbrace (-1 / 2grad_1 ^ 2 - 1 / 2grad_2 ^ 2) ^ overbrace "Energi Kinetik" (- e ^ 2 / (4piepsilon_0vecr_1) - e ^ 2 / (4piepsilon_0vecr_2)) ^ "istilah 1-elektron" overbrace (+ (2e ^ 2) / (4piepsilon_0vecr_ (12))) ^ "istilah 2-elektron" + overbrace (h_ (n uc)) ^ "Energi tolakan nuklir" #

Dua istilah pertama menunjukkan energi kinetik. Mari kita abaikan itu karena itu bukan fokus kita.

Itu Istilah 1-elektron menggambarkan daya tarik coulomb dari masing-masing elektron individu ke inti atom, sedangkan Istilah 2-elektron menggambarkan tolakan coulombic antara interaksi elektron berpasangan dalam atom. (Catatan: istilah ini mengapa pemecahan untuk energi keadaan dasar helium tidak mungkin)

Anda dapat mengetahui dari persamaan bahwa untuk mempertahankan kesetaraan, jika suku ketiga dan / atau keempat meningkat, suku keenam menurun (jika berubah), dan jika suku ketiga dan / atau keempat menurun, suku keenam bertambah (jika perubahan). Istilah kelima berubah secara acak.

Menggunakan Perkiraan Born-Oppenheimer, inti tetap diam, dan jika elektron bergerak, interaksi antara elektron berubah (istilah 2-elektron) dan interaksi antara inti dan perubahan elektron (istilah 1-elektron).

Intinya adalah, semakin tolakan nuklir, semakin tinggi energi orbital molekulnya.

Orbital ikatan meminimalkan energi tolakan nuklir.