For faster navigation, this Iframe is preloading the Wikiwand page for Lazítópálya.

Lazítópálya

A H2 1sσ* lazító molekulapályája

A kémiai kötéselméletben a lazítópálya olyan molekulapálya (MO), amely gyengíti a két atom közötti kötést, és a különálló atomokhoz képest növeli a molekula energiáját. Az ilyen pályáknak az atommagok közötti, a kötéshez tartozó térben egy vagy több csomófelületük van. A pályák elektronsűrűsége a kötési régión kívül koncentrálódik, és az egyik magot elhúzni igyekszik a másiktól, a két atom között taszítóerőt fejtve ki.[1][2] Ez pont az ellenkezője a kémiai kötést kialakító kötő molekulapályák esetének, melyek energiája a különálló atomokénál kisebb.

Kétatomos molekulák

[szerkesztés]

A lazító molekulapályák rendszerint magasabb energiaszinten helyezkednek el, mint a kötő molekulapályák. Kötő és lazító molekulapályák akkor keletkeznek, amikor az atomok molekulát képeznek. Amikor két hidrogénatom egymástól messze helyezkedik el, atomi elektronpályáik egymással azonosak. Ahogy azonban a két atom közötti távolság csökken, az elektronok hullámfüggvényei elkezdenek átfedni egymással. A Pauli-féle kizárási elv nem engedi, hogy egy molekulán belül két elektron minden kvantumszáma megegyezzen, ezért a két különálló atom eredeti (például az alapállapotnak megfelelő 1s) atomi pályái az atompárhoz tartozó két molekulapályára hasadnak. A molekulapályák közül az egyik energiája kisebb, a másiké nagyobb, mint az eredeti atompálya energiája. A különálló atoménál kisebb energiájú pálya a kötőpálya, a két molekulapálya közül ez a stabilabb és ez segíti a két H atom H2 molekulává történő kapcsolódását. A nagyobb energiájú pálya a lazítópálya, ez kevésbé stabil, és betöltött állapotában a kötést gyengíti. Normális esetben az olyan molekulákban, mint a H2, a két elektron a kisebb energiájú pályán (a kötőpályán) helyezkedik el, így a molekula stabilabb, mint a két különálló H atom.

A He2 elektronkonfigurációja. A négy elektron közül kettő a kisebb energiájú kötő, kettő az atompályáknál magasabb energiaszintű lazító molekulapályán helyezkedik el

Egy molekulapálya akkor válik nemkötővé, amikor a két atommag között az elektronsűrűség kisebb annál, mint amekkora a két atompálya kölcsönhatása nélkül lenne. A lazítópályákat a molekulapálya-diagramokon rendszerint csillaggal (*) jelölik.

A homonukleáris kétatomos molekulákban a σ* (szigma csillag) lazítópályáknak – a szigma-kötéshez hasonlóan – nincs csomósíkjuk a két atommag síkjában, míg a π* (pi csillag) pályáknak – a pi-kötéssel egyező módon – van egy, a két atommagon átmenő csomósíkja is. A Pauli-elv megköveteli, hogy egy kölcsönható rendszerben se legyen két olyan elektron, amelynek azonos a kvantumállapota. Ha a kötőpályák be vannak töltve, akkor minden további elektron a lazítópályákat foglalja el. Ez történik a He2 molekulában, melyben mind az 1sσ, mind az 1sσ* pályák be vannak töltve. Mivel a lazítópálya jobban gyengíti a kötést, mint amennyire a kötőpálya erősíti, a molekula energiája nagyobb, mint a két külön héliumatomé, ezért a molekula nem stabil.

Többatomos molekulák

[szerkesztés]
A butadién pi-molekulapályái. A két szín a hullámfüggvény eltérő előjelét jelöli

A több atomból álló molekulákban a pályák egy része kettőnél több atomon delokalizálódhat. Egy adott molekulapálya bizonyos szomszédos atomokra nézve lehet kötőpálya, ugyanakkor más atompárok tekintetében lazítópálya is lehet. Ha összességében több a kötő, mint a lazító kölcsönhatás, akkor az MO-t kötőpályának, ha pedig több a lazító, mint a kötő kölcsönhatás, akkor lazítópályának nevezzük.

A butadiénben például mind a négy szénatomra kiterjedő pi-pályák találhatók. Két, alapállapotban betöltött kötő pi-pálya létezik: a π1 mindegyik szénatom között kötőpálya, míg a π2 kötőpálya a C1 és C2, valamint a C3 és C4 között, ugyanakkor lazítópálya a C2 és C3 között. Vannak lazító pi-pályák is, két és három lazító kölcsönhatással, ahogy a diagram is mutatja, ezek alapállapotban üresek, de gerjesztett állapotban betöltődhetnek.

Hasonlóképpen a hat szénatomos benzolban három kötő és három lazító pi-pálya található. Mivel minden szénatom egy elektronnal járul hozzá a pi-rendszerhez, a hat pi-elektron a három legalacsonyabb energiájú pi-pályán (kötőpályán) helyezkedik el.

A lazítópályák a kémiai reakciók molekulapálya-elmélet keretein belül történő értelmezésében is fontos szerepet játszanak. Roald Hoffmann és Fukui Kenicsi 1981-ben megosztva kémiai Nobel-díjat kaptak a kémiai reakciók molekulapálya-elméleti leírása terén végzett munkásságukért.

Jegyzetek

[szerkesztés]
  1. Atkins P. and de Paula J. Atkins Physical Chemistry. 8th ed. (W.H. Freeman 2006), p.371 ISBN 0-7167-8759-8
  2. Miessler G.L. and Tarr D.A., Inorganic Chemistry 2nd ed. (Prentice-Hall 1999), p.111 ISBN 0-13-841891-8

Fordítás

[szerkesztés]
  • Ez a szócikk részben vagy egészben az Antibonding molecular orbital című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

{{bottomLinkPreText}} {{bottomLinkText}}
Lazítópálya
Listen to this article

This browser is not supported by Wikiwand :(
Wikiwand requires a browser with modern capabilities in order to provide you with the best reading experience.
Please download and use one of the following browsers:

This article was just edited, click to reload
This article has been deleted on Wikipedia (Why?)

Back to homepage

Please click Add in the dialog above
Please click Allow in the top-left corner,
then click Install Now in the dialog
Please click Open in the download dialog,
then click Install
Please click the "Downloads" icon in the Safari toolbar, open the first download in the list,
then click Install
{{::$root.activation.text}}

Install Wikiwand

Install on Chrome Install on Firefox
Don't forget to rate us

Tell your friends about Wikiwand!

Gmail Facebook Twitter Link

Enjoying Wikiwand?

Tell your friends and spread the love:
Share on Gmail Share on Facebook Share on Twitter Share on Buffer

Our magic isn't perfect

You can help our automatic cover photo selection by reporting an unsuitable photo.

This photo is visually disturbing This photo is not a good choice

Thank you for helping!


Your input will affect cover photo selection, along with input from other users.

X

Get ready for Wikiwand 2.0 🎉! the new version arrives on September 1st! Don't want to wait?