Orbitali Molecolari: Definizione e Struttura Molecolare
La teoria degli orbitali molecolari attribuisce al legame tra gli atomi un ruolo sia agli elettroni spaiati che agli altri elettroni presenti nella molecola. Nella molecola, tutti gli elettroni sono redistribuiti su nuovi livelli energetici noti come orbitali molecolari, secondo la teoria degli orbitali molecolari.
L’applicazione dell’equazione di Schrödinger a una molecola, un sistema composto da elettroni, fornisce soluzioni che descrivono l’energia e la forma geometrica del sistema. Queste soluzioni sono chiamate orbitali molecolari.
Le Funzioni d’Onda e la loro Combinazione Lineare
La formazione di una molecola biatomica comporta la combinazione lineare degli orbitali atomici rappresentati dalle funzioni d’onda ψ dei due atomi. Questa combinazione avviene in base a regole precise, sommando o sottraendo gli orbitali atomici caratterizzati dalla stessa energia e medesima orientazione spaziale.
La somma e la sottrazione degli orbitali atomici 1s di un atomo con quelli dell’altro atomo producono due nuove funzioni d’onda ψ, denominate orbitali molecolari (OM). Queste nuove funzioni forniscono i valori dell’energia di tali orbitali molecolari e la distribuzione spaziale della nuvola elettronica associata.
Orbitali Leganti e Antileganti
Gli orbitali molecolari derivanti dall’addizione di due orbitali atomici presentano un’energia inferiore rispetto alla somma dei due orbitali atomici di partenza. Questi orbitali molecolari sono chiamati orbitali leganti di tipo sigma σ. D’altro canto, gli orbitali molecolari derivanti dalla sottrazione dei due orbitali atomici hanno un’energia superiore alla somma degli orbitali atomici di partenza e sono chiamati orbitali antileganti σ*.
La combinazione di tre orbitali atomici di tipo p porta alla formazione di orbitali molecolari leganti e antileganti con diverse simmetrie. Gli orbitali leganti mostrano una distribuzione elettronica favorevole al legame, mentre gli orbitali antileganti presentano un piano nodale, dove la probabilità di trovare elettroni è nulla.
Conclusioni
La teoria degli orbitali molecolari fornisce un approccio dettagliato alla formazione dei legami molecolari e alla distribuzione degli elettroni nelle molecole. La combinazione degli orbitali atomici per formare orbitali molecolari leganti e antileganti influisce sulle proprietà e sul comportamento chimico delle molecole stesse, diventando un concetto fondamentale nella comprensione della chimica molecolare.
Consulta le figure per una migliore comprensione della formazione degli orbitali molecolari leganti e antileganti derivanti dalla combinazione degli orbitali atomici.