Chimica organica: Huckel

Hückel

Orbitali p

La parte superiore dell'orbitale p avrà sempre funzioni positive.

La parte inferiore avrà sempre valori negativi di base.

Quindi si ha l'orbitale p in cui ai due lobi è associato un segno (matematico).

Visto che la scelta dell'asse di riferimento è arbitraria, esisterà anche:

In questo modo però la parte superiore avrà sempre valori negativi di base e viceversa.

Dato che gli orbitali atomici sono funzioni matematiche, posso sommarle.

Hückel stabilisce che la somma delle energie dei due orbitali corrisponde all'origine del sistema di riferimento. Sommando i due orbitali, facendo ciò si possono avere due casi: posso sommarli nel momento in cui sono orientati nello stesso modo (1) in modo opposto (2).

1) In fase

In questo modo ottengo un nuovo orbitale somma esteso a tutta la molecola che ha un contributo atomico ma è molecolare.

Hückel

Orbitali p

La parte superiore dell'orbitale p avrà sempre funzioni positive.

La parte inferiore avrà sempre valori negativi di base.

Quindi, si ha l’orbitale p in cui ai due lobi è associato un segno (matematico).

Visto che la scelta dell’asse di riferimento è arbitraria, esisterà anche:

In questo modo però la parte superiore avrà sempre valori negativi di base e viceversa.

Dato che gli orbitali atomici sono funzioni matematiche, posso sommarle.

Hückel stabilisce che la somma delle energie dei due orbitali corrisponde all’origine del sistema di riferimento.

Sommando i due orbitali p, anche essi si possono avere due casi:

Possono sommarsi nel momento in cui sono orientati nello stesso modo (1); in modo opposto (2).

1) In fase

In questo modo ottengo un nuovo orbitale somma esteso a tutta la molecola che ha degli avi p atomici, ma il molecolare.

2) Antifase o fuori fase

Orbitale molecolare.

Facendo questa somma si dovrebbe annullare tutto perché (+) + (-) = 0. In realtà si arriva molto vicino allo 0, ma non si annullano completamente e rimane comunque un po' la carica iniziale.

Quindi nel caso (1) avrò un orbitale legante che per esistenza terrà uniti gli atomi, è cioè lo che tiene uniti gli orbitali p sarà orbitale legante π. Nel caso (2) avrò un orbitale antilegante π*.

Questi due nuovi orbitali non hanno però la stessa energia, infatti quello legante è più stabile di quello non legante.

Sappiamo che ogni orbitale p ha 1e-, quindi in tutto si hanno 2e- da mettere negli orbitali molecolari a partire da quello più stabile e alla mettere con spin antiparallelo.

Il legame π esisterà solo se ho un numero di e tale da riempire SOLO l'orbitale che lega.

Infatti se avessimo avuto altri 2e- nell'orbitale non legante, la risultante sarebbe stata 0, quindi il legame π non sarebbe esistito.

Es. Esiste la molecola di He₂?

He 1s² + He 1s²

Posso immaginare che l'orbitale si trovi nella parte positiva o negativa.

In fase:

Orbitale molecolare σ legante.

Antifase:

Orbitale molecolare σ* non legante.

Quindi l'He₂ molecolare non esiste.

Infatti l'He e tutti i nobili sono monoatomici.

Una molecola non esiste quando il legante e l'antilegante sono entrambi completi e quindi la risultante è 0 e non si ha nessun guadagno di energia.