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Orbitali molecolari: teoria

Secondo la teoria degli orbitali molecolari il legame nasce dall’interazione degli orbitali atomici (AO) su tutti gli atomi di una molecola creand ocosì un concetto di legame di tipo delocalizzato. Gli Orbitali molecolari (MO) risultano da una combinazione lineare di orbitali atomici (LCAO) di tutti gli atomi della molecola. La formula generale potrebbe esere la seguente

Ψ = c1φ1 + c2φ2 + c3φ3 + …

dove i coefficienti c1, c2 … rappresentano il contributo dell’orbitale atomico particolare alla descrizione della molecola.

Per capire quali sono gli orbitali che vengono presi in considerazione bisogna valutare:

Gli Orbitali Atomici più simili in energia (che hanno il numero quantico princiopale uguale)  danno una interazione più forte e una separazione energetica maggiore tra i due MO, uno sarà chiamato di legame, a più bassa energia, l’altro di antilegame a energia maggiore.

Gli orbitali atomici devono rispettare la simmetria della molecola;
Se facciamo interagire n orbitali atomici dobbiamo avere n orbitali molecolari;
La sovrapposizione tra gli AO, al pari di una interferenza tra onde, deve avvenire secondo la fase o il segno: l’interferenza positiva di due orbitali produce il legame perché produce una situazione più stabile; l’interferenza negativa produce una situazione meno stabile a più alta energia come nei grafici mostrati.
La sovrapposizione tra orbitali non avviene sempre ma secondo alcune regole;
Gli orbitali che descrivono la molecola sono quelli OCCUPATI.
Da un punto di vista di reattività chimica i più importanti sono gli orbitali HOMO (Orbitali molecolari PIENI a più alta energia) ed LUMO (Orbitale molecolare VUOTO a più bassa energia). L’orbitale HOMO descrive il comportamento di una base di LEwis, mentre quello LUMO di un’acido di Lewis.

Orbitali molecolari

pinostriccoli

Docente di Chimica nell’ITIS Galilei di Altamura