Μοριακές τροχιακές ηλεκτρονικές διαμορφώσεις ομοπυρηνικών διατομικών μορίων

Εισαγωγή 

Τα μόρια που σχηματίζονται από δύο άτομα ανά μόριο είναι γνωστά ως διατομικά μόρια. Τα μόρια που σχηματίζονται έτσι έλκονται μεταξύ τους με τη βοήθεια ομοιοπολικών χημικών δεσμών. Θυμηθείτε, τα άτομα που συνδυάζονται μπορούν να είναι με τη βοήθεια ενός απλού δεσμού, διπλού δεσμού και τριπλού δεσμού. Ανάλογα με τους τύπους των ατόμων που χρησιμοποιούνται κατά τον σχηματισμό των μορίων, τα διατομικά μόρια χωρίζονται σε δύο κύριους τύπους – ομοπυρηνικά και ετεροπυρηνικά διατομικά μόρια . Αν και και τα δύο μόρια σχηματίζονται με τη βοήθεια δύο ατόμων, ωστόσο, είναι αρκετά διαφορετικά μεταξύ τους. Διαβάστε το άρθρο για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τα ομοπυρηνικά διατομικά μόρια και η μοριακή τροχιακή επεξεργασία.

Ομοπυρηνικά διατομικά μόρια 

Γνωστά και ως μονοπύρηνα μόρια, αυτά τα μόρια σχηματίζονται από το συνδυασμό δύο ουσιών με τις ίδιες χημικές ιδιότητες. Αυτά τα δύο στοιχεία είναι γνωστό ότι συνδέονται μεταξύ τους με τη βοήθεια ομοιοπολικών χημικών δεσμών. Για το λόγο αυτό, ομοδιατομικά μόρια έχουν δύο ίδια άτομα σε αυτά. Μερικά από τα άτομα που είναι γνωστό ότι έχουν ομοπυρηνικούς διατομικούς δεσμούς είναι το οξυγόνο, το υδρογόνο, το αλογόνο και το άζωτο.

Θυμηθείτε, τα ευγενή ή αδρανή αέρια δεν σχηματίζουν διατομικά μόρια. Τα ομοπυρηνικά διατομικά μόρια είναι γνωστά ως μη πολικά μόρια λόγω της μηδενικής διαφοράς ηλεκτραρνητικότητας μεταξύ τους. Τα δύο άτομα που σχηματίζουν χημικούς δεσμούς είναι τα ίδια, που σημαίνει ότι και τα δύο έχουν την ίδια ηλεκτραρνητικότητα. Τα ζεύγη ηλεκτρονίων είναι ίσα κατανεμημένα, που σημαίνει ότι δεν υπάρχει μετατόπιση. Ως εκ τούτου, τα ομοπυρηνικά μόρια είναι μη πολικά.

Ωστόσο, ο δεσμός που υπάρχει μεταξύ τους μπορεί να είναι απλός, διπλός ή τριπλός, ανάλογα με τη ζήτηση των ατόμων και των ηλεκτρονίων σθένους. Ας δούμε τα παραδείγματα ομοπυρηνικών διατομικών μορίων με απλούς, διπλούς και τριπλούς δεσμούς που υπάρχουν σε αυτά.

1.     Μόριο αζώτου (N2), που έχει τριπλό δεσμό μεταξύ δύο ατόμων αζώτου
2.     Μόριο οξυγόνου (O2), που έχει διπλό δεσμό μεταξύ δύο ατόμων οξυγόνου
3.     Μόριο υδρογόνου (H2), που έχει έναν μοναδικό δεσμό μεταξύ δύο ατόμων υδρογόνου.

Ετεροπυρηνικά διατομικά μόρια 

Σε αντίθεση με τα ομοπυρηνικά διατομικά μόρια, τα ετεροπυρηνικά διατομικά μόρια αποτελούνται από δύο διαφορετικούς τύπους ατόμων. Είναι γνωστό ότι δεσμεύουν διαφορετικά άτομα με τη βοήθεια ομοιοπολικών χημικών δεσμών. Αυτό σημαίνει ότι οι χημικές ιδιότητες των δύο ατόμων που χρησιμοποιούνται στο σχηματισμό μορίων είναι διαφορετικές. Μερικά από τα παραδείγματα ετεροπυρηνικών διατομικών μορίων είναι το μονοξείδιο του άνθρακα, το οξείδιο του αζώτου, το υδροφθόριο και πολλά άλλα.

Θυμηθείτε, ο δεσμός που υπάρχει στα ετεροπυρηνικά διατομικά μόρια είναι πάντα πολικός. Ο λόγος είναι η διαφορά ηλεκτραρνητικότητας που επικρατεί μεταξύ των δύο συνδεδεμένων ατόμων. Όταν συνδέονται δύο διαφορετικά άτομα με διαφορετικούς χημικούς δεσμούς, το ένα από τα άτομα που υπάρχουν σε αυτό έχει υψηλή τιμή ηλεκτραρνητικότητας σε σύγκριση με το άλλο. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη μετατόπιση του ηλεκτρονικού ζεύγους προς το πιο ηλεκτραρνητικό στοιχείο. Έτσι, δημιουργείται η πολική φύση του μορίου.

Παρόμοια με τα ομοπυρηνικά διατομικά μόρια , τα ετεροπυρηνικά διατομικά μόρια μπορούν να έχουν απλούς, τριπλούς και διπλούς δεσμούς που υπάρχουν μεταξύ των δύο συνδεδεμένων. Ακολουθούν παραδείγματα ετεροπυρηνικών διατομικών μορίων με τα κριτήρια σύνδεσής τους.

1.   Το μονοξείδιο του άνθρακα (CO) έχει έναν τριπλό δεσμό μεταξύ δύο διαφορετικών ατόμων – άνθρακα και οξυγόνου. Το οξυγόνο που είναι πιο ηλεκτραρνητικό θα προσελκύσει το ζεύγος ηλεκτρονίων προς τον εαυτό του, υποδεικνύοντας την πολική φύση του μορίου.
2.     Το οξείδιο του αζώτου (NO) έχει διπλό δεσμό μεταξύ δύο διαφορετικών ατόμων – αζώτου και οξυγόνου. Το οξυγόνο που είναι πιο ηλεκτραρνητικό θα προσελκύσει το ζεύγος ηλεκτρονίων προς τον εαυτό του.
3.     Το υδροφθόριο (HF) έχει έναν μοναδικό δεσμό μεταξύ δύο διαφορετικών ατόμων – υδρογόνου και φθορίου. Το φθόριο που είναι πιο ηλεκτραρνητικό θα προσελκύσει το ζεύγος ηλεκτρονίων προς τον εαυτό του, δημιουργώντας έναν πολικό δεσμό μεταξύ των ατόμων.

Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ των ομοπυρηνικών και των ετεροπυρηνικών διατομικών μορίων;

Αν και και τα δύο μόρια έχουν ακόμη διαφορετικά κριτήρια σύνδεσης, υπάρχουν ορισμένες ομοιότητες. Δείτε μερικές παρόμοιες ιδιότητες που διαθέτουν τόσο τα ομοπυρηνικά όσο και τα ετεροπυρηνικά διατομικά μόρια.

1. Όταν τα άτομα συνδέονται μεταξύ τους, και τα δύο χρησιμοποιούν δύο άτομα ανά δεσμό.
2. Η γεωμετρία τόσο των ετεροπυρηνικών όσο και των ομοιοπυρηνικών διατομικών μορίων είναι γραμμικό.
3. Ο ομοιοπολικός χημικός δεσμός υπάρχει μεταξύ των ομοπυρηνικών και των ετεροπυρηνικών διατομικών μορίων.

Βασικές διαφορές μεταξύ ομοπυρηνικών και ετεροπυρηνικών διατομικών μορίων 

Τώρα που έχετε μια ιδέα για τις ομοιότητες, ας συζητήσουμε τις διαφορές μεταξύ των δύο τύπων διατομικών μορίων. Αυτά είναι – 

1. Κατά τη σύνδεση ομοπυρηνικών διατομικών μορίων, τα δύο άτομα έχουν χημικές ιδιότητες. Από την άλλη πλευρά, κατά τη διάρκεια των ετεροπυρηνικών διατομικών μορίων, τα δύο άτομα έχουν διαφορετικές χημικές ιδιότητες. Ωστόσο, και στις δύο περιπτώσεις, ο χημικός δεσμός είναι ομοιοπολικός.
2. Τα ομοπυρηνικά διατομικά μόρια έχουν σταθερά ισότοπα που δεν υφίστανται καμία ραδιενεργή διάσπαση. Εναλλακτικά, τα ετεροπυρηνικά διατομικά μόρια έρχονται με διαφορετικά χημικά στοιχεία και δεν σχηματίζουν σταθερά ισότοπα.
3. Τα ομοπυρηνικά διατομικά μόρια διαθέτουν μη πολικούς χημικούς δεσμούς. Από την άλλη πλευρά, τα ετεροπυρηνικά διατομικά μόρια διαθέτουν πολικούς δεσμούς.
4. Τα ομοπυρηνικά διατομικά μόρια έχουν πανομοιότυπα άτομα. Τα ετεροπυρηνικά διατομικά μόρια έχουν διαφορετικά άτομα συνδεδεμένα.

ΜΟ επεξεργασία ομοπυρηνικών διατομικών μορίων

Ένα μοριακό τροχιακό είναι ένας τρόπος προσδιορισμού της πλήρωσης των ηλεκτρονίων σε έναν συγκεκριμένο σχηματισμό δεσμού. Ας εξηγήσουμε την ΜΟ επεξεργασία ομοπυρηνικών διατομικών μορίων παίρνοντας το παράδειγμα του μορίου υδρογόνου (Η2).

Μόριο Υδρογόνου (H 2 ) – Όταν συνδυάζονται δύο άτομα υδρογόνου, προκύπτει το σχηματισμό ενός μορίου υδρογόνου (Η2). Όπως γνωρίζουμε, κάθε άτομο υδρογόνου έχει ένα ηλεκτρόνιο στη στιβάδα του σθένους, δηλαδή ένα s-τροχιακό. Έτσι, δύο άτομα υδρογόνου θα έχουν δύο ηλεκτρόνια παρόντα στο κέλυφός τους. Τα ηλεκτρόνια που υπάρχουν είναι σταθερά στο μοριακό τροχιακό που έχει μικρότερη ενέργεια σε αυτό. Κατά τη σύζευξη των ηλεκτρονίων, καθένας από τους δεσμούς ηλεκτρονίων θα πρέπει να έχει αντίθετα σπιν σύμφωνα με την αρχή του αποκλεισμού Pauli. Με τη βοήθεια της μοριακής θεωρίας, το μήκος του δεσμού, η ενέργεια διάστασης του δεσμού και η σειρά δεσμών μπορούν εύκολα να υπολογιστούν. Είναι διαμαγνητικό λόγω της μη διαθεσιμότητας ασύζευκτων ηλεκτρονίων. Παρόμοια με το μόριο υδρογόνου, μπορούμε να υπολογίσουμε τις ίδιες όψεις σε άλλα ομοπυρηνικά διατομικά μόρια με τη βοήθεια της μοριακής τροχιακής θεωρίας.

Συμπέρασμα

Παρόλο που ομοπυρηνικά και ετεροπυρηνικά διατομικά μόρια είναι οι τύποι των ίδιων διατομικών μορίων, έρχονται με μεγάλες διαφορές. Η μοριακή τροχιακή θεωρία μπορεί να εξηγήσει τα γεγονότα σχετικά με τους δεσμούς ηλεκτρονίων στα διατομικά μόρια. Ένα πράγμα που πρέπει να θυμάστε και στους δύο τύπους δεσμών είναι ότι έχουν διαφορές στα άτομα που συμμετέχουν στη σύνδεση. Ελπίζουμε ότι αυτό το άρθρο θα σας βοηθήσει να αποκτήσετε μια πλήρη εικόνα για τα ομοπυρηνικά διατομικά μόρια και η μοριακή τους τροχιακή θεωρία.