Concetti Chiave
- La formazione degli orbitali molecolari nella molecola H2 avviene tramite la somma di due orbitali 1s, creando un orbitale di legame σ1s e uno di antilegame σ1s*.
- I due elettroni della molecola H2 occupano l'orbitale di legame a più bassa energia, consentendo la stabilità della molecola grazie alla riduzione della repulsione tra i nuclei.
- La teoria dell'orbitale molecolare spiega che le funzioni d'onda degli orbitali atomici si sommano sinergicamente, portando a un livello energetico più basso per la molecola rispetto agli orbitali atomici.
- Se gli elettroni si trovano principalmente tra i nuclei, si forma un legame; al contrario, se sono al di là dei nuclei, prevalgono le forze repulsive e la probabilità di legame diminuisce.
- La stabilità della molecola H2 è direttamente correlata alla posizione degli elettroni nell'orbitale di legame, che riduce la repulsione e favorisce la formazione del legame.
Qual è la formazione degli orbitali molecolari?
H2: 2 orbitali 1s si possono sommare in un orbitale σ1s di legame e un σ1s* dia antilegame; danno luogo quindi a due orbitali, uno di legame a più bassa energia, uno di non legame a più alta energia: il numero totale di elettroni è 2, che possono stare entrambi nell’orbitale a più bassa energia: la molecola di H2 è
possibile perché i due elettroni dei due H formano una coppia nell'orbitale di legame, quello a più bassa energia. La coppia di elettroni si trova sull'intera molecola. Se gli elettroni soggiornano a lungo nello spazio tra i nuclei riducendone la repulsione si forma un orbitale molecolare di legame dalla somma delle funzioni d'onda degli orbitali atomici sono in concordanza di fase quindi si sommano rinforzandosi.
Se gli elettroni stanno principalmente al di là dei nuclei prevalgono le forze repulsive a la probabilità di formazione del legame è minimo: le funzioni non sono in fase, si elidono a vicenda.
Teoria dell'orbitale molecolare
Come spiega quindi la molecola H2 la teoria dell’orbitale molecolare? Ci sono due orbitali atomici 1s che si uniscono a formare un orbitale di legame e uno di antilegame: i due elettroni presenti si posizionano in quello di legame, quindi la molecola esiste, dato che gli elettroni si trovano ad un livello energetico più basso rispetto a quella degli orbitali atomici perché le funzioni d’onda si sommano sinergicamente.
Domande da interrogazione
- Come si formano gli orbitali molecolari nella molecola di H2?
- Qual è il ruolo degli elettroni nella stabilità della molecola di H2?
- Cosa accade se gli elettroni si trovano lontano dai nuclei nella molecola di H2?
Nella molecola di H2, due orbitali 1s si sommano per formare un orbitale di legame σ1s e un orbitale di antilegame σ1s*. Gli elettroni occupano l'orbitale di legame a più bassa energia, permettendo così la formazione della molecola (testo).
Gli elettroni di H2 formano una coppia nell'orbitale di legame, riducendo la repulsione tra i nuclei. Questo posizionamento a un livello energetico più basso rispetto agli orbitali atomici contribuisce alla stabilità della molecola (testo).
Se gli elettroni si trovano principalmente lontano dai nuclei, prevalgono le forze repulsive, riducendo la probabilità di formazione del legame. In questo caso, le funzioni d'onda non sono in fase e si elidono a vicenda (testo).
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