Orbitais moleculares para água (H 2 O)

Os cinco ocupados e mais baixa dos três desocupados orbitais moleculares da molécula isolada (1 uma 1 ) 2 (dois um um ) 2(1 b 2 ) 2 (3 uma 1 ) duas (1 b 1 ) 2 foram calculados utilizando o Hartree Restrito -Fock função de onda (RHF) usando a 6-31G ** conjunto de base (dados experimentais é dada em [1289]). Eles são estabelecidos com a menor energia (isto é, a energia mais negativa) orbitais moleculares na parte inferior.Todos eles são dadas no plano xz (eixo z para cima) com exceção de 1 b 1 e 3 um 1 , que estão no plano yz (eixo z para cima). umOs dois menores orbitais de energia 1 um 1 e 2um 1 são fornecidos a partir do 1s e 2s (principalmente) orbitais do átomo de oxigênio, respectivamente, e são, conseqüentemente, aproximadamente esférica. Os três orbitais de energia mais alto ocupado (1 b 2 , 3 uma 1 , 1 b 1 ) são ortogonais ao redor do átomo de oxigênio e sem óbvia sptrês características de hibridação.

 

As energias relativas destes orbitais foram encontrados para ser um pouco diferente a partir destes valores teóricos. As transições de mais baixa energia são amplas em 7,61 e 9,36 eV para o 3s/4a 1 ← 1-B 1 ( Atilde1 1 B 1 ) e 3s/4a 1 ← 3 1 ( Btilde21 A 1 ) transições, respectivamente [ 1561] Para a fase gasosa e em 8,09 e 9,74 eV no líquido [ 1561 , 1562].

 

O mais alto ocupado molecular orbital (HOMO), 1 b 1 , é predominantemente p z 2 no personagem sem contribuição do hidrogênio 1s orbital e, principalmente, contribui para o<a data-cke-saved-href="https://www.lsbu.ac.uk/water/molecule.html#ortho" href="https://www.lsbu.ac.uk/water/molecule.html#ortho" title="ir para a página " estrutura="" molecular="" da="" água="" '"="">"solitário par de" efeitos . Os 2 um 1 , 1 b 2 e 3 um um , tudo contribui para as ligações OH. Os dois menores desocupados quatro orbitais moleculares um 1 (LUMO) e 2 b 2 são OH antiligante orbitais, visto em X-ray spectroscopy . Eles têm maior densidade de elétrons ao redor do átomo enquanto O-orbital 3 b 2 tem a maior densidade de elétrons ao redor do H-átomos. A energia de ligação experimental do 1 um 1 orbital na fase gasosa é 539,9 eV [ 1227].

 

Estes orbitais são sensivelmente alterada no gelo e água, o experimental eletrônico energias de ligação na água líquida sendo 2 um 1 30,90 eV, um b 2 17,34 eV, 3 um 1 13,50 eV, 1b 1 11,16 eV [ 877]. A energia de ligação experimental do 1um 1 orbital na fase líquida consiste de uma ampla distribuição de energia centrada sobre 538,1 eV, mais uma pequena contribuição em 536,6 eV dentro da massa de hidrogênio ligados tetrahedrally [ 1227 ]. O 1 b 2 e 3 uma uma orbitais são em grande parte responsável pela doação de ligação de hidrogênio com os 3 uma uma orbital mostrado experimentalmente que mais contribuem [ 411]. Além disso, os 4 um 1 e 2 b 2 orbitais antiligante são relatados para ser parcialmente ocupada na formação de ligação de hidrogênio, recebendo densidade de elétrons de um doador b 1 orbitais [ 814].

 

Uma estrutura interativa com orbitais está disponível (COW [ Plug-in , ActiveX ] apenas 8 KB).

Nota de rodapé

 

uma nomenclatura A baseia-se na simetria dos orbitais. A figura à direita mostra os planos de simetria (xz e yz) eo eixo duplo de rotação (C 2 , eixo z).

 

Se os orbitais são inalterado (isto é, simétrica) com relação aos planos de simetria (xz e yz) eo eixo duplo de rotação (C 2 ), então eles são indicados como " um um "orbitais e numerados de menor energia ( ou seja, uma uma uma é a energia mais baixa um um orbital). Se o sinal das mudanças de órbita em relação à rotação de 180 ° C cerca de 2 e reflexão através do plano xz é b 1, enquanto que se o sinal das mudanças de órbita em relação à rotação de 180 ° C cerca de 2 e reflexão através do plano yz é b 2 . Um um dois orbital não tem mudança de sinal em relação à rotação de 180 ° C sobre duasmudanças de sinal, mas na reflexão tanto através xz yz e aviões (por exemplo, o 9 º mais baixo desocupado orbital molecular para H 2 O). [ Voltar ]

 

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