10. Molekulové orbitaly dvouatomových molekul – zadání
K nastudování: https://is.muni.cz/do/1499/el/estud/prif/js09/molekuly/web/index.html
1. Do souřadného systému znázorněte izoplochy příslušející AO s, p a d. Jaká je degenerace těchto orbitalů,
nejsou-li ve vázaném stavu?
2. Najděte všechny prvky symetrie v molekule vody a rozhodněte, zda jsou vůči nim symetrické (S) nebo
antisymetrické (AS)
(i) valenční AO kyslíku.
(ii) orbitaly vzniklé kombinací AO vodíku.
(iii) Určete, které valenční orbitaly kyslíku lze kombinovat s orbitaly vzniklými kombinací AO vodíku.
3. Určete, v jakém případě se jedná o kladný (𝑆 > 0), záporný (𝑆 < 0), případně nulový překryv (𝑆 = 0)?
4. Určete, jaké MO vzniknou (tj. σ nebo π), určete jejich symetrii (S nebo AS) vůči středové souměrnosti se
středem v centru vazby a přiřaďte jim správné nálepky symetrie (tj. „g“ nebo „u“), interagují-li spolu
(iv) 2 identické orbitaly s na různých centrech.
(v) orbital s na jednom centru a orbital p na druhém centru, tak že laloky orbitalu p leží na spojnici jader.
(iii) 2 identické orbitaly p na různých centrech, tak že laloky obou orbitalů p leží na spojnici jader.
(iv) 2 identické orbitaly p na různých centrech, tak že laloky obou orbitalů p jsou lokalizovány kolmo ke
spojnici jader.
5.
(i) Načrtněte interakční diagram MO pro molekulu H2. Určete, jaké MO vzniknou, a přiřaďte jim správné
nálepky symetrie. Doplňte příslušný počet elektronů, napište elektronovou konfiguraci, vypočtěte řád
vazby. Určete, jaké má molekula prvky symetrie.
(ii) Interakční diagram upravte pro kation H2
+
a anion H2
.
Doplňte příslušný počet elektronů, napište
příslušné elektronové konfigurace a vypočtěte řády vazby. Jak se budou měnit vazebné délky a
disociační energie?
(iii) Interakční diagram upravte pro molekul He2a He2
+
. Doplňte příslušný počet elektronů, napište příslušné
elektronové konfigurace a vypočtěte řády vazby. Jak se v případě kationtu změní vazebná délka a
disociační energie?
6. Načrtněte interakční diagram MO pro molekulu C2. Určete, jaké MO vzniknou, a přiřaďte jim správné
nálepky symetrie. Doplňte příslušný počet elektronů, napište elektronovou konfiguraci, vypočtěte řád
vazby. Vyznačte hraniční orbitaly (HOMO/LUMO). Lze očekávat větší prodloužení vazby v případě
excitace z HOMO do LUMO, nebo z HOMO ještě o hladinu výš?
7. Načrtněte interakční diagram MO pro molekulu O2. Určete, jaké MO vzniknou, a přiřaďte jim správné
nálepky symetrie. Doplňte příslušný počet elektronů, napište elektronovou konfiguraci, vypočtěte řád
vazby. Vyznačte hraniční orbitaly (HOMO/LUMO). Vypočtěte spinovou multiplicitu. Jak se budou měnit
elektronové konfigurace, řády vazeb a disociační energie, vytvoříme-li postupně O2
+
, O2
?
Molekula
O2oplývá jednou vlastností týkající se magnetismu. Kterou?
8. Jak se mění řád vazby, vazebná délka a velikost disociační energie směrem od molekuly N2 k molekule
Ne2?
9. Na obrázku je znázorněn interakční digram MO pro molekulu NO. Orbitaly 1σ a 1π jsou vazebné, orbitaly
2π a 4σ antivazebné, orbitaly 2σ a 3σ jsou spíše nevazebné. Doplňte elektrony. Vysvětlete, proč je tato
molekula v základním stavu radikál. Vypočtěte spinovou multiplicitu. Jak se změní vazebná délka a
disociační energie, vytvoříme-li kation a anion?
2s
2s
2p
2p
2σ
1σ
3σ
4σ
2π
1π
atom N atom Omolekula NO