Antivezanje
Antivezanje ili anti veza je tip hemijskih veza, a antivezna orbitala je oblik molekulske orbitale (MO) izvan regiona dva jezgra.[1] [2][3][4]
Preklapanje sastavnih atomskih orbitala je van faze, pa su zato elektroni u antiveznim orbitalama razmaknuti, te imaju destabilizirajuće dejstvo na molekulu u cjelini.
Pregled
urediAntivezne molekulske orbitale normalno imaju višu energiju od veznih MO. Vezne i antivezne orbitale nastaju kad se atomi kombiniraju u molekule kao rezultat Paulijevog principa isključenja. Ako razmotrimo primjer dva atoma vodika, može se zaključiti da kada su razdvojeni i izolirani, imaju identične razine energije. Međutim, kad rastojanje između atoma postane malo, elektronske talasne funkcije se počinju preklapati. Paulijev princip određuje da dva elektrona interagujućeg sistema ne mogu imati isto kvantno stanje. Zato se svaki od nivoa energije izoliranih atoma razdvaja u dvije molekulske orbitale, koje pripadaju paru, jedna s nižom energijom od početne atomske razine, a druga sa višom. Naprimer, energijska razine početnog stanja, 1s, se razdvaja u dvije molekulske orbitale. Pošto niža orbitala ima i nižu energiju od početnih atomskih orbitala razdvojenih atoma, ona je stabilnija i promovira vezanje dva H atoma u H2. Ona je povezna orbitala. Viša orbitala ima veću energiju od početnih atomskih orbitala, pa je manje stabilna i suprotstavljena vezanju. To je je antivezna orbitala. U molekuli kao što je H2, dva elektrona normalno zauzimaju veznu orbitalu, jer ima nižu energiju, i molekula je zato stabilnija od zasebnih H atoma.
Molekulska orbitala postaje antivezna onda kad je elektronska gustina između jezgara manja od one koja bi bila u odstustvu vezne interakcije. Kad MO promijeni smijer (iz pozitivnog u negativan) u čvornoj ravni između dva atoma, ona postaje antivezna za ta dva atoma. Antivezne orbitale se, na molekulskim orbitalnim dijagramima, često obilježavaju zvjezdicom(*) .
Višeatomske molekule
uredi
U molekulama s nekoliko atoma, neke orbitale mogu biti delokalizirane na više od dva atoma. Pojedinačne molekulske orbitale mogu biti u vezne sa nekim susjednim parovima atoma i antivezne u odnosu na ostale parove. Ako je interakcija vezanja brojnije od antivezne, za MO se kaže da je vezni, a, ako je antivezna interakcija brojnija, molekulna orbitala se antiveznom.
Naprimjer, butadien ima pi orbitale koji su delokalizirane nad sva četiri atoma ugljika. Postoje dvije vezne pi orbitala koje su zauzete u osnovnom stanju: π1 potencijala između svih ugljika, dok je π2 veza između C1 i C2 i izmeđuj C3 i C4, a antivezna između C2 i C3. Također postoje i antivezne pi orbitale sa dvije i tri antivezne interakcije, kao što je prikazano na priloženom dijagramu; upražnjene se u osnovnom stanju, ali mogu biti zauzete u pobuđenim stanjima.
Slično tome, benzen sa šest ugljikovih atoma, ima tri vezne pi orbitale i tri antivezne pi orbitale.
Pošto svaki ugljikov atom doprinosi jedan elektron u π-sistem benzene, postoji šest pi elektrona koji ispune tri najniže energije pi molekulske orbitale (veze pi orbitale).
Antivezne orbitale su također važni za objašnjavanje hemijskih reakcija u smislu teorije molekulske orbitale. Roald Hoffmann i Kenichi Fukui su 1981. Podijelili Nobelovu nagradu za hemiju za svoj rad i daljnji razvoj objašnjenja kvalitativnih molekulaskih orbitala u hemijskim reakcijama.
Također pogledajte
urediReference
uredi- ^ Atkins P., de Paula J. (2006). Physical chemistry, 8th Ed. San Francisco: W. H. Freeman. ISBN 0-7167-8759-8.
- ^ Whitten K.W., Gailey K. D. and Davis R. E. (1992). General chemistry, 4th Ed. Philadelphia: Saunders College Publishing. ISBN 0-03-072373-6.
- ^ Petrucci R. H., Harwood W. S., Herring F. G. (2002). General Chemistry, 8th Ed. New York: Prentice-Hall. ISBN 0-13-014329-4.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
- ^ Laidler K. J. (1978). Physical chemistry with biological applications. Benjamin/Cummings. Menlo Park. ISBN 0-8053-5680-0.
Vanjski linkovi
uredi
