Энергетические схемы образования частиц. Метод молекулярных орбиталей

Энергетическая схема образования молекул следующих веществ: N₂; О₂; NO; СО;  CN

Задача 252. 

Какие из перечисленных частиц парамагнитны: а) N₂; б) О₂; в) NO; г) СО; д) CN?

Решение:

Энергетические схемы образования молекул N₂, О₂, NO, СО, CN:
а) Энергетическая схема образования молекулы N₂:

б) Энергетическая схема образования молекулы О₂

в) Энергетическая схема образования молекулы NO:

г) Энергетическая схема образования молекулы СО:

д) Энергетическая схема образования молекулы CN:

Как видно из схем в молекулах N₂ и СO на молекулярных орбиталях содержатся только  спаренные электроны, а в молекулах О2, NО и CN – имеются неспаренные электроны, что и придаёт данным веществам парамагнитные свойства.

Ответ: ,б) в); д). 

Определение устойчивости молекул веществ методом молекулярных орбиталей

Задача 253. 
Какие из перечисленных частиц не могут существовать в устойчивом состоянии с позиций теории МО: а)  H₂⁺; б) Н₂; в)  H₂^—; г) Не₂; д) HHe?
Решение:
Энергетические схемы образования частиц  H₂^+, Н₂,  H₂^—,  Не₂, HHe:

а) В молекулярном ионе H₂⁺ на связывающей 1s-орбитали размещён один электрон, а на разрыхляющей 1s-орбитали — нет. Следовательно, кратность связи в этом ионе равна 0,5 [(1 – 0)/2 = 0,5], значит, ион должен быть энергетически устойчивым.

б) В молекуле Н₂ на связывающей 1s-орбитали находятся два электрона, а на разрыхляющей – нет. Следовательно, кратность связи в молекуле Н₂ равна 1 [(2 – 0)/2 = 1], значит, молекула энергетически устойчива.

в) В молекулярном ионе H₂^— на связывающей 1s-орбитали находятся два электрона, а на разрыхляющей – один. Следовательно, кратность связи в этом ионе равна 0,5 [(2 – 1)/2 = 0,5], значит, ион должен быть энергетически устойчивым.

г) В молекуле Не₂ на связывающей 1s-орбитали и на разрыхляющей 1s-орбитали находятся по два электрона. Следовательно, кратность связи в этом ионе равна 0 [(2 – 2)/2 = 0], значит, молекула энергетически неустойчива. Действительно гелий в природе существует в атомарном состоянии.

д) В молекуле ННе на связывающей 1s-орбитали находятся два электрона, а на разрыхляющей – один. Следовательно, кратность связи в этом ионе равна 0,5 [(2 – 1)/2 = 0,5], значит, ННе должна быть энергетически устойчивой.

Ответ: г.