MolDraw › Kimya araçları › Molekül Orbital Diyagramı Oluşturucu
Molekül Orbital Diyagramı Oluşturucu
Kısaca: H₂’den Ne₂’ye iki atomlu moleküller ve iyonlar ile CO, NO, CN⁻ ve HF için molekül orbital diyagramı oluşturucu. Doğru orbital sırasını (s–p karışımıyla veya karışımsız) kullanır, elektronları Hund kuralına göre doldurur ve bağ derecesini, manyetizmayı, HOMO, LUMO’yu ve MO dizilimini verir. Ücretsizdir, web tarayıcınızda çalışır ve indirme gerektirmez.
İki yanda atom orbitalleri, ortada molekül orbitalleri ve ok olarak çizilmiş her elektronla MO enerji diyagramını görmek için iki atomlu bir molekül veya iyon seçin. Sonuç kutusu bağ derecesini ve manyetizmayı adım adım açıklar.
O2, N2+, O2 2-, NO, CO, CN- veya HF yazın ya da aşağıdan atomları seçin.
Örnekler
Bağ yapan orbitaller turkuaz, karşıt bağ yapan orbitaller kırmızı ve bağ yapmayan orbitaller gridir. Kesikli çizgiler hangi atom orbitallerinin birleştiğini gösterir. Enerji ölçeği şematiktir.
MO diyagramı oluşturucu nasıl kullanılır
- Molekül veya iyon alanına iki atomlu bir molekül veya iyon yazın, örneğin
O2,N2+,O2 2-veyaCN-. Ayrıca Atom 1, Atom 2 ve Yük seçebilir veya bir örnek düğmesine basabilirsiniz. - Ders kitabı kuralını kullanmak için Orbital sırası'nı Otomatik bırakın veya karşılaştırmak için sırayı s–p karışımlı ya da karışımsız olarak zorlayın.
- Bağ derecesini, manyetizmayı, HOMO, LUMO’yu ve MO dizilimini sonuç kutusunda okuyun. Diyagram elektronları ok olarak gösterir.
- Diyagramı notlar, slaytlar veya çalışma kâğıtları için kaydetmek üzere SVG indir veya PNG indir'e basın.
Molekül orbital diyagramı nasıl çalışır
İki atom bağ yaptığında atom orbitalleri birleşerek molekül orbitallerini (MO) oluşturur. İki atom orbitali bir bağ yapan MO (daha düşük enerjili, elektron yoğunluğu çekirdekler arasında) ve bir karşıt bağ yapan MO (daha yüksek enerjili, * ile işaretli) verir. Uç uca örtüşme σ orbitallerini; p orbitallerinin yan yana örtüşmesi bir çift π orbitalini verir.
Bağ derecesi = (bağ yapan MO’lardaki elektronlar − karşıt bağ yapan MO’lardaki elektronlar) / 2
İkinci periyot iki atomlu molekülleri için orbital sırası
| Tür | Değerlik MO’larının sırası (düşükten yükseğe) |
|---|---|
| Li₂’den N₂’ye ve 14 veya daha az elektronlu tüm türler (CO, CN⁻, NO⁺, N₂⁺) | σ2s < σ*2s < π2p < σ2p < π*2p < σ*2p |
| O₂, F₂, Ne₂ ve 14’ten fazla elektronlu türler (O₂⁺, O₂⁻, NO) | σ2s < σ*2s < σ2p < π2p < π*2p < σ*2p |
Bu değişim s–p karışımından kaynaklanır. B, C ve N’de 2s ve 2p düzeyleri yakındır, bu yüzden σ2s ve σ2p etkileşir ve σ2p, π2p’nin üzerine itilir. O ve F’de 2s–2p aralığı büyüktür, karışım zayıftır ve σ2p, π2p’nin altında kalır. 15 veya daha fazla elektronlu türlerde iki sıra da her orbitalde aynı elektron sayısını verir; bu yüzden bağ derecesi ve manyetizma değişmez.
Doldurma kuralları
- Aufbau: önce en düşük MO’yu doldurun. Her orbital zıt spinli iki elektron alır (Pauli ilkesi).
- Hund kuralı: π*2p gibi dejenere bir çiftte eşleştirmeden önce her orbitale bir elektron koyun. O₂'nin iki eşleşmemiş elektronu olmasının nedeni budur.
- Manyetizma: herhangi bir eşleşmemiş elektron türü paramanyetik yapar (mıknatısa çekilir). Tüm elektronların eşleşmiş olması diyamanyetik demektir.
- HOMO ve LUMO: en yüksek dolu ve en düşük boş MO’lardır. Yarı dolu bir HOMO’ya SOMO (tek dolu MO) da denir.
Heteronükleer iki atomlu moleküller
CO, NO ve CN⁻'de daha elektronegatif atomun atom orbitalleri daha düşük enerjilidir, bu yüzden sağda daha aşağıda çizilir. Bağ yapan MO’lar o atoma, karşıt bağ yapan MO’lar ise daha az elektronegatif atoma daha yakındır. HF’de H 1s orbitali yalnızca bağ ekseni boyunca F 2p orbitaliyle örtüşür. F 2s ve diğer iki F 2p orbitali bağ yapmayan ortaklanmamış çiftler olarak kalır, bu yüzden HF’nin bağ derecesi 1’dir.
Bağ derecesi, bağ uzunluğu ve bağ enerjisi karşılaştırması
Daha yüksek bağ derecesi daha kısa ve daha güçlü bir bağ demektir. Yaklaşık bağ uzunlukları (pm) ve bağ ayrışma enerjileri (kJ/mol):
| Tür | Elektron | Bağ derecesi | Manyetizma (eşleşmemiş) | Bağ uzunluğu (pm) | Bağ enerjisi (kJ/mol) |
|---|---|---|---|---|---|
| H₂⁺ | 1 | ½ | paramanyetik (1) | 106 | 256 |
| H₂ | 2 | 1 | diyamanyetik | 74 | 436 |
| He₂⁺ | 3 | ½ | paramanyetik (1) | 108 | 230 |
| He₂ | 4 | 0 | diyamanyetik | bağ yok | bağ yok |
| Li₂ | 6 | 1 | diyamanyetik | 267 | 105 |
| Be₂ | 8 | 0 | diyamanyetik | 245 | yaklaşık 10 |
| B₂ | 10 | 1 | paramanyetik (2) | 159 | 290 |
| C₂ | 12 | 2 | diyamanyetik | 124 | 599 |
| N₂ | 14 | 3 | diyamanyetik | 110 | 945 |
| N₂⁺ | 13 | 2½ | paramanyetik (1) | 112 | 841 |
| O₂⁺ | 15 | 2½ | paramanyetik (1) | 112 | 643 |
| O₂ | 16 | 2 | paramanyetik (2) | 121 | 498 |
| O₂⁻ (süperoksit) | 17 | 1½ | paramanyetik (1) | 133 | yok |
| O₂²⁻ (peroksit) | 18 | 1 | diyamanyetik | 149 | yok |
| F₂ | 18 | 1 | diyamanyetik | 142 | 159 |
| Ne₂ | 20 | 0 | diyamanyetik | bağ yok | bağ yok |
| CO | 14 | 3 | diyamanyetik | 113 | 1076 |
| NO⁺ | 14 | 3 | diyamanyetik | 106 | 1050 |
| CN⁻ | 14 | 3 | diyamanyetik | 116 | yok |
| NO | 15 | 2½ | paramanyetik (1) | 115 | 631 |
| HF | 10 | 1 | diyamanyetik | 92 | 570 |
Oksijen serisindeki eğilim: O₂⁺ (2½, 112 pm) > O₂ (2, 121 pm) > O₂⁻ (1½, 133 pm) > O₂²⁻ (1, 149 pm). İzoelektronik türlerin (14 elektronlu N₂, CO, CN⁻, NO⁺) hepsinin bağ derecesi 3’tür.
Çözümlü örnekler
O₂: sıvı oksijen neden mıknatısa yapışır
16 elektron: KK σ2s² σ*2s² σ2p² π2p⁴ π*2p².
Bağ yapan 10 (σ1s ile), karşıt bağ yapan 6. İki π* elektronu Hund kuralı gereği eşleşmemiştir.
Bağ derecesi 2, paramanyetik, 2 eşleşmemiş
N₂: üçlü bağ
14 elektron, s–p karışımlı sıra: KK σ2s² σ*2s² π2p⁴ σ2p².
Bağ derecesi = (10 − 4)/2.
Bağ derecesi 3, diyamanyetik, HOMO σ2p
B₂ ve C₂ (JEE ve NEET’in favorisi)
B₂ (10 e): π2p¹ π2p¹, 2 eşleşmemiş elektron verir. C₂ (12 e): π2p⁴, hepsi eşleşmiş.
s–p karışımı olmasaydı B₂ diyamanyetik olurdu; bu da deneyle çelişir.
B₂ paramanyetik (BD 1); C₂ diyamanyetik (BD 2)
NO, NO⁺ ve NO⁻
NO’nun 15 elektronu vardır: π*2p’de bir elektron. NO⁺ (14) onu kaybeder; NO⁻ (16) O₂ gibidir.
NO için BD = (10 − 5)/2.
NO 2½ (1 eşleşmemiş), NO⁺ 3, NO⁻ 2 (2 eşleşmemiş)
CO: HOMO ve LUMO
N₂ gibi 14 elektron. HOMO, büyük ölçüde karbonun ortaklanmamış çifti olan σ2p’dir (3σ); LUMO ise π*2p’dir.
CO’nun metallere karbon üzerinden bağlanmasının ve π*'a geri bağlanmayı kabul etmesinin nedeni budur.
Bağ derecesi 3, diyamanyetik
He₂ ve He₂⁺
He₂: σ1s² σ*1s², bağ yapan = karşıt bağ yapan. He₂⁺: σ1s² σ*1s¹.
He₂⁺ için BD = (2 − 1)/2.
He₂ bağ derecesi 0 (kararsız); He₂⁺ bağ derecesi ½
Sık yapılan hatalar
- N₂ veya B₂ için yanlış sıra. B₂ için O₂ sırasını kullanmak diyamanyetik bir molekül öngörür. 14 elektrona kadar π2p, σ2p’den önce gelir.
- Erken eşleştirme. Dejenere bir π veya π* çiftinde ilk iki elektron paralel spinlerle ayrı orbitallere girer.
- Yükü unutmak. Pozitif yük elektron uzaklaştırır (O₂⁺'nın 15’i vardır), negatif yük elektron ekler (O₂²⁻'nin 18’i vardır).
- İç ve değerlik elektron sayılarını karıştırmak. Tüm elektronları veya yalnızca değerlik elektronlarını saymak aynı bağ derecesini verir, çünkü σ1s ve σ*1s iç çifti birbirini götürür. Yalnızca tutarlı olun.
- Bağ derecesi 0’a zayıf bağ demek. Bağ derecesi 0 (He₂, Be₂, Ne₂) net kovalent bağ olmadığı anlamına gelir; türün kararlı bir molekül olarak var olması beklenmez.
- Paramanyetizmanın tek sayıda elektron gerektirdiğini düşünmek. O₂’nin çift sayıda elektronu vardır ve yine de paramanyetiktir.
Notlar veya sınavlar için molekül mü çiziyorsunuz? Ücretsiz çevrimiçi kimyasal yapı editörü MolDraw’da Lewis yapıları, rezonans ve tepkime mekanizmaları çizin.
MolDraw editörünü açSıkça sorulan sorular
O₂’nin bağ derecesi nedir?
O₂’nin 16 elektronu vardır: KK σ2s² σ*2s² σ2p² π2p⁴ π*2p². Bağ yapan elektronlar = 10, karşıt bağ yapan = 6 (1s iç elektronları sayılarak), yani bağ derecesi = (10 − 6)/2 = 2.
O₂ neden paramanyetiktir?
Son iki elektron iki dejenere π*2p orbitaline girer. Hund kuralına göre paralel spinlerle ayrı orbitallere yerleşirler; bu yüzden O₂'nin 2 eşleşmemiş elektronu vardır ve manyetik alana çekilir.
N₂ ve O₂ için MO sırası neden farklıdır?
B, C ve N’de 2s ve 2p düzeyleri birbirine yakındır, bu yüzden s–p karışımı σ2p’yi π2p’nin üzerine iter. O ve F’de aralık büyüktür ve σ2p, π2p’nin altında kalır. Kural olarak 14 veya daha az elektronlu türler karışık sırayı kullanır.
B₂ neden paramanyetik, C₂ neden diyamanyetiktir?
s–p karışımıyla π2p, σ2p’nin altındadır. B₂ (10 elektron) her π2p orbitaline bir elektron koyar ve 2 eşleşmemiş elektron verir. C₂ (12 elektron) iki π2p orbitalini de doldurur, bu yüzden tüm elektronlar eşleşmiştir.
NO, NO⁺ ve NO⁻'nin bağ derecesi nedir?
NO’nun π*2p’de bir eşleşmemiş elektronla 15 elektronu vardır, yani bağ derecesi 2,5’tir. NO⁺ (14 elektron) bağ derecesi 3’tür ve diyamanyetiktir. NO⁻ (16 elektron) bağ derecesi 2’dir ve O₂ gibi iki eşleşmemiş elektronu vardır.
CO’nun HOMO’su hangi orbitaldir?
CO’nun HOMO’su, büyük ölçüde karbon üzerindeki bir ortaklanmamış çift olan σ2p orbitalidir (3σ da denir). LUMO ise π*2p’dir. Bu, CO’nun metallere neden karbon üzerinden bağlandığını açıklar.
Bağ derecesi bağ uzunluğu ve enerjisiyle nasıl ilişkilidir?
Daha yüksek bağ derecesi daha kısa ve daha güçlü bir bağ verir. Oksijen serisi için: O₂⁺ (2,5) 112 pm, O₂ (2) 121 pm, O₂⁻ (1,5) 133 pm ve O₂²⁻ (1) 149 pm.
İlgili kimya araçları
Son güncelleme: