Legame chimico: Orbitali Molecolari in JSmol

Nella applet seguente verranno visualizzati gli orbitali molecolari di una molecola biatomica. Senza voler qui entrare nella trattazione, visualizzeremo solo le superfici di contorno di tali orbitali. Il differente colore che porteranno i lobi stanno ad indicare le diverse fasi degli orbitali, i diversi segni matematici, non la presenza o assenza di elettroni. Si proceda a questo link per vedere l’animazione di formazione del legame chimico con o senza superfici elettroniche


Questo è l’orbitale di legame che si origina dalla sovrapposizione di due orbitali 2s. Si noti la densità elettronica incentrata tra i due nuclei. Di contro nell’orbitale seguente di antilegame (indicati con *)la densità elettronica è fuori dell’asse internucleare. Il differente colore dei lobi sta ad indicare il differente segno della funzione o la differente fase.°Questo orbitale nasce dalla sovrapposizione laterale di due orbitali 2p che porta della densità elettronica tra i nuclei ma fuori dell’asse internucleare. E’ il classico legame Pgreca, il doppio legame, più debole del legame sigma. Ve ne sono due di legame, perpendicolari tra loro, e due di antilegame.Oltre gli orbitali visti su, due orbitali di tipo 2p si possono sovrapporre frontalmente e dare luogo a due orbitali signa, uno di legamee uno di antilegameCome si può notare negli orbitali di antilegame, tra i nuclei non esiste densità di carica elettronica, quindi prevalgono le forze di repulsione tra i nuclei carichi positivamente. A questa pagina si può visualizzare la formazione di un legame Sigma tra due orbitali 1s dell’atomo H. In quest’altra visualizzazione è mostrata come la densità totale elettronica punto per punto. Le aree ross sono zone dove c’è maggiore densità elettronica, blu dove la densità elettronica è minore.

Il grafico seguente mostra il livello energetico degli orbitali molecolari di una molecola biatomica generica (O2, N2, F2 …).
Si notino gli orbitali Pgreca che sono compresi dentro gli orbitali Sigma descritti dai due orbitali p originali. Questi livelli energetici molecolari valgono per l’Ossigeno, Azoto, Fluoro …).
Immagini originali sul sito http://undergrad-ed.chemistry.ohio-state.edu/mo/2s-2p-mixing.html


In quest’altro grafico di livelli energetici di orbitali molecolari, si veda più sotto, si verifica un mescolamento tra gli s ed i p con conseguente cambiamento dei livelli molecolari. Le molecole diatomiche interessate sono quello di B, C ed N.