--- title: "Диаграммы молекулярных орбиталей: порядок связи, магнетизм и s–p-смешивание | Блог MolDraw" url: https://www.moldraw.com/ru/blog/molecular-orbital-diagram-guide.html description: "Как строить и читать диаграммы МО для H2–Ne2, CO, NO и CN−: порядок орбиталей с s–p-смешиванием, правило Хунда, порядок связи, парамагнетизм, ВЗМО и НСМО — с разобранными примерами и советами к экзаменам." lang: ru publisher: Scidart Academy generated: 2026-10-26 --- # Диаграммы молекулярных орбиталей: порядок связи, магнетизм и правило s–p-смешивания Опубликовано: 19 октября 2026 г. · Автор: Scidart Academy · Время чтения: ~7 мин ![Диаграмма молекулярных орбиталей O2: атомные орбитали 2s и 2p по обеим сторонам, σ- и π-молекулярные орбитали в центре и два неспаренных электрона на π*-орбиталях](https://www.moldraw.com/blog/thumbs/molecular-orbital-diagram-guide.webp) У O₂ два неспаренных электрона на π*2p, поэтому он парамагнитен и имеет порядок связи 2. **Коротко:** диаграмма молекулярных орбиталей (МО) показывает, как атомные орбитали объединяются в связывающие и разрыхляющие орбитали. Заполняйте орбитали снизу по правилу Хунда, затем используйте формулу **порядок связи = (связывающие − разрыхляющие электроны) / 2**. У O₂ порядок связи 2 и 2 неспаренных электрона (парамагнетик). У N₂ порядок связи 3, он диамагнитен. При 14 и менее электронах π2p лежит ниже σ2p. Бесплатный [генератор диаграмм МО](https://www.moldraw.com/ru/tools/free-chem-tools/molecular-orbital-diagram-generator.html) строит любую двухатомную частицу от H₂ до Ne₂, а также CO, NO, CN⁻ и HF. ## Ключевые термины в одном месте | Молекулярная орбиталь (МО) | Орбиталь, охватывающая всю молекулу; образуется при комбинации атомных орбиталей. | | --- | --- | | Связывающая МО | Ниже по энергии, чем атомные орбитали. Электронная плотность сосредоточена между ядрами. Обозначения: σ, π. | | Разрыхляющая МО | Выше по энергии, с узлом между ядрами. Обозначения: σ*, π*. | | Порядок связи | (связывающие электроны − разрыхляющие электроны) / 2. Порядок связи 0 означает отсутствие устойчивой связи. | | Парамагнетик | Имеет один или несколько неспаренных электронов и втягивается в магнитное поле. Классический пример — O₂. | | Диамагнетик | Все электроны спарены. Слабо выталкивается из магнитного поля. Примеры — N₂ и F₂. | | ВЗМО и НСМО | Высшая занятая и низшая свободная МО (HOMO и LUMO). Наполовину заполненная ВЗМО называется ОЗМО (SOMO). | ## Правила построения диаграммы МО 1. **Подсчитайте электроны.** Сложите атомные номера, вычтите заряд для катионов и прибавьте его для анионов. У O₂ 16 электронов, у O₂⁺ — 15, у O₂²⁻ — 18. 2. **Выберите порядок орбиталей.** При 14 и менее электронах (Li₂–N₂, CO, CN⁻, NO⁺) используйте σ2s, σ*2s, π2p, σ2p, π*2p, σ*2p. При более чем 14 электронах (O₂, F₂, Ne₂, NO, O₂⁻) — σ2s, σ*2s, σ2p, π2p, π*2p, σ*2p. 3. **Заполняйте снизу.** На каждой орбитали помещается 2 электрона с противоположными спинами (принцип Паули). 4. **Применяйте правило Хунда.** В вырожденной паре π или π* сначала помещайте по одному электрону на каждую орбиталь и только потом спаривайте. 5. **Прочитайте результат.** Порядок связи — по формуле, магнетизм — по неспаренным электронам, ВЗМО и НСМО — по верхней границе заполнения. ### Почему порядок меняется после азота Перестановку вызывает **s–p-смешивание**. У B, C и N энергии 2s и 2p близки. Орбитали σ2s и σ2p имеют одинаковую симметрию, поэтому взаимодействуют и поднимают σ2p выше π2p. Начиная с кислорода разрыв 2s–2p больше (около 16 эВ для O и 21 эВ для F), смешивание слабое, и σ2p опускается ниже π2p. N₂ (14 электронов) с s–p-смешиванием: π2p лежит ниже σ2p. Порядок связи 3, диамагнитна. O₂ (16 электронов) без s–p-смешивания: σ2p лежит ниже π2p. Два электрона на π*2p не спарены, поэтому O₂ парамагнитна, порядок связи 2. ## Как пользоваться генератором диаграмм МО: пошагово 1. Откройте [генератор диаграмм молекулярных орбиталей](https://www.moldraw.com/ru/tools/free-chem-tools/molecular-orbital-diagram-generator.html). 2. Введите частицу в поле **Молекула или ион**, например `O2`, `N2+`, `O2 2-`, `NO`, `CO` или `CN-`. Или выберите **Атом 1**, **Атом 2** и **Заряд**. 3. Или нажмите кнопку примера, например **B₂**, **C₂**, **O₂⁻** или **HF**. 4. Оставьте для **Порядка орбиталей** значение **Автоматически (правило 14 электронов)**. Чтобы увидеть, почему правило важно, переключитесь на **Без s–p-смешивания** и посмотрите, как B₂ становится диамагнитной. 5. Посмотрите порядок связи, конфигурацию МО, ВЗМО, НСМО и магнетизм в таблице результатов. 6. Нажмите **Скачать SVG** или **Скачать PNG**, чтобы сохранить диаграмму. ## Разобранные примеры ### 1. Кислород, O₂ 16 электронов: KK σ2s² σ*2s² σ2p² π2p⁴ π*2p². Связывающих электронов 10 (включая σ1s²), разрыхляющих 6. Порядок связи = (10 − 6)/2 = **2**. Два π*-электрона находятся на разных орбиталях с параллельными спинами, поэтому у O₂ **2 неспаренных электрона** и он парамагнитен. Жидкий кислород удерживается между полюсами магнита, а жидкий азот — нет. ### 2. Азот, N₂ 14 электронов: KK σ2s² σ*2s² π2p⁴ σ2p². Порядок связи = (10 − 4)/2 = **3**. Все электроны спарены, поэтому N₂ диамагнитен. ВЗМО — σ2p, НСМО — π*2p. Тройная связь объясняет высокую энергию связи 945 кДж/моль. ### 3. B₂ и C₂ У B₂ 10 электронов: KK σ2s² σ*2s² π2p¹ π2p¹. Порядок связи **1**, 2 неспаренных электрона, **парамагнитна**. У C₂ 12 электронов: KK σ2s² σ*2s² π2p⁴. Порядок связи **2**, **диамагнитна**. Измеренный парамагнетизм B₂ — экспериментальное доказательство того, что у лёгких элементов π2p лежит ниже σ2p. ### 4. Ряд кислорода O₂⁺ (15 e) теряет один π*-электрон: порядок связи 2,5, длина связи 112 пм. O₂⁻, супероксид (17 e): порядок связи 1,5, 133 пм. O₂²⁻, пероксид (18 e): порядок связи 1, 149 пм, диамагнитен. Чем больше разрыхляющих электронов, тем длиннее и слабее связь. ### 5. NO и NO⁺ У NO 15 электронов, один из них на π*2p: порядок связи **2,5**, парамагнитна. Удаление этого электрона даёт NO⁺ (14 e), изоэлектронный N₂: порядок связи 3, диамагнитен, а связь укорачивается со 115 пм до 106 пм. ### 6. CO и HF (гетероядерные) У CO 14 электронов, как у N₂: порядок связи 3, диамагнитна. Кислород более электроотрицателен, поэтому его атомные орбитали лежат ниже. ВЗМО (σ2p, также обозначаемая 3σ) — в основном неподелённая пара углерода, поэтому CO связывается с металлами через углерод. В HF орбиталь 1s водорода перекрывается только с одной 2p-орбиталью фтора. Остальные орбитали F несвязывающие, поэтому порядок связи HF равен 1. ## Сводная таблица | Частица | Электроны | Валентная конфигурация | Порядок связи | Магнетизм | | --- | --- | --- | --- | --- | | H₂ | 2 | σ1s² | 1 | диамагнитна | | He₂⁺ | 3 | σ1s² σ*1s¹ | 0.5 | парамагнитна (1) | | Li₂ | 6 | σ2s² | 1 | диамагнитна | | Be₂ | 8 | σ2s² σ*2s² | 0 | неустойчива | | B₂ | 10 | σ2s² σ*2s² π2p² | 1 | парамагнитна (2) | | C₂ | 12 | σ2s² σ*2s² π2p⁴ | 2 | диамагнитна | | N₂, CO, CN⁻, NO⁺ | 14 | σ2s² σ*2s² π2p⁴ σ2p² | 3 | диамагнитна | | NO, O₂⁺ | 15 | … σ2p² π2p⁴ π*2p¹ | 2.5 | парамагнитна (1) | | O₂ | 16 | σ2s² σ*2s² σ2p² π2p⁴ π*2p² | 2 | парамагнитна (2) | | O₂⁻ | 17 | … π*2p³ | 1.5 | парамагнитна (1) | | F₂, O₂²⁻ | 18 | … π*2p⁴ | 1 | диамагнитна | | Ne₂ | 20 | … π*2p⁴ σ*2p² | 0 | неустойчива | ## Частые ошибки - Использовать порядок O₂ для B₂, C₂ или N₂. Это даёт неверный магнетизм для B₂ и C₂. - Слишком рано спаривать электроны на π*. Тогда O₂ выглядит диамагнитным, что неверно. - Забывать изменить число электронов для ионов. - Считать электроны остова с одной стороны формулы, но не с другой. Считайте все электроны или только валентные, но одинаково для связывающих и разрыхляющих. - Думать, что парамагнитны только частицы с нечётным числом электронов. O₂ (16) и B₂ (10) имеют чётное число и всё равно парамагнитны. ## Советы к экзамену - **ЕГЭ, JEE и NEET:** запомните быстрый способ для двухатомных частиц второго периода по общему числу электронов: 10 даёт 1, 12 — 2, 14 — 3, 15 — 2,5, 16 — 2, 17 — 1,5, 18 — 1, 20 — 0. Нечётные числа всегда дают парамагнетик. Из чётных парамагнитны также 10 (B₂) и 16 (O₂, NO⁻). - **ЕГЭ, JEE и NEET:** чтобы расположить по длине связи, расположите порядки связи в обратном порядке: O₂²⁻ > O₂⁻ > O₂ > O₂⁺. - **AP Chemistry:** теория МО объясняет то, чего не могут структуры Льюиса: O₂ парамагнитен, хотя в его структуре Льюиса все электроны спарены. - **A-level и IB:** будьте готовы определить σ- и π-связи через перекрывание «лоб в лоб» и боковое перекрывание и объяснить, почему π-связь слабее σ-связи. - **Вуз:** используйте индексы g и u для гомоядерных двухатомных молекул (σg, σu*, πu, πg*) и связывайте диаграмму МО с фотоэлектронными спектрами и обратным донированием в карбонилах металлов. Проверяйте любой ответ за секунды с помощью [генератора диаграмм МО](https://www.moldraw.com/ru/tools/free-chem-tools/molecular-orbital-diagram-generator.html), затем скачайте диаграмму для конспекта. ## Вопросы и ответы ### Что такое диаграмма молекулярных орбиталей? Это энергетическая диаграмма, на которой по бокам показаны атомные орбитали двух атомов, а в центре — образуемые ими молекулярные орбитали. Электроны изображают стрелками, а по диаграмме определяют порядок связи, магнетизм, ВЗМО и НСМО. ### Как рассчитать порядок связи по диаграмме МО? Порядок связи = (электроны на связывающих орбиталях − электроны на разрыхляющих орбиталях) / 2. Для O₂: (10 − 6)/2 = 2. Для N₂: (10 − 4)/2 = 3. ### Почему O₂ парамагнитен? Два последних электрона занимают по одному две вырожденные орбитали π*2p с параллельными спинами (правило Хунда). Два неспаренных электрона делают O₂ парамагнитным. ### Когда σ2p лежит ниже π2p? Для O₂, F₂, Ne₂ и других частиц, у которых больше 14 электронов. Для Li₂–N₂ и частиц с 14 и менее электронами s–p-смешивание поднимает σ2p выше π2p. ### У каких двухатомных молекул порядок связи 3? N₂, CO, CN⁻ и NO⁺. У всех 14 электронов и конфигурация KK σ2s² σ*2s² π2p⁴ σ2p². ### Почему He₂ не существует? У He₂ 2 связывающих и 2 разрыхляющих электрона, поэтому порядок связи равен 0. Результирующей связи нет. У He₂⁺ порядок связи 0,5, и эта частица существует. ### B₂ парамагнитна или диамагнитна? B₂ парамагнитна: 2 неспаренных электрона, по одному на каждой орбитали π2p. Так бывает, только если π2p лежит ниже σ2p, поэтому B₂ — доказательство s–p-смешивания. ## Связанные инструменты [Генератор диаграмм молекулярных орбиталей](https://www.moldraw.com/ru/tools/free-chem-tools/molecular-orbital-diagram-generator.html) [Диаграмма расщепления в кристаллическом поле](https://www.moldraw.com/ru/tools/free-chem-tools/crystal-field-splitting-diagram.html) [Калькулятор изотопного распределения](https://www.moldraw.com/ru/tools/free-chem-tools/isotope-pattern-calculator.html) [Калькулятор электронной конфигурации](https://www.moldraw.com/ru/tools/free-chem-tools/electron-configuration-calculator.html) [Генератор структур Льюиса](https://www.moldraw.com/ru/tools/free-chem-tools/lewis-structure-generator.html) [Калькулятор геометрии VSEPR](https://www.moldraw.com/ru/tools/free-chem-tools/vsepr-molecular-geometry-calculator.html) [Определитель точечной группы](https://www.moldraw.com/ru/tools/free-chem-tools/point-group-finder.html) ## Полезные руководства [Руководство по теории кристаллического поля](https://www.moldraw.com/ru/blog/crystal-field-theory-splitting-guide.html) [Руководство по изотопному распределению](https://www.moldraw.com/ru/blog/isotope-pattern-mass-spec-guide.html) [Точечные группы в 3D](https://www.moldraw.com/ru/blog/symmetry-plugin-point-groups-3d.html) [Как добавить неподелённые пары в MolDraw](https://www.moldraw.com/ru/blog/how-to-add-lone-pair-in-moldraw.html) [Бесплатные химические инструменты и калькуляторы](https://www.moldraw.com/ru/blog/free-chemistry-tools-and-calculators.html) [Все бесплатные химические инструменты MolDraw](https://www.moldraw.com/ru/blog/moldraw-all-free-chemistry-tools-guide.html) Последнее обновление: 19 октября 2026 г.