4.5.3. Двухатомные гетеронуклеарные молекулы элементов 2-го периода. Энергетическая схема образования МО гетеронуклеарных двухатомных молекул, состоящих из атомов элементов 2-го периода, представлена на рис. 19. Она сходна со схемой образования МО гомонуклеарных молекул.

Основное различие сводится к тому, что значения энергии одноименных орбиталей атомов разных элементов не равны между собой, поскольку различны заряды ядер атомов. В качестве примера рассмотрим электронную валентную конфигурацию молекул СО и NO.

Пример 5.Молекула СО. Внешняя электронная оболочка атома углерода имеет конфигурацию 2s²2p², а кислорода 2s²2p⁴. Стало быть, в заполнении МО молекулы СО принимают участие 4+6=10 электронов. Из них два размещаются на орбитали σ_2s^св, два – на орбитали σ_2s^разр, четыре – на орбиталях π_y^CBиπ_z^CB, а девятый и десятый – на σ_х^св. Таким образом, электронную валентную конфигурацию молекулы СО можно выразить формулой:

СО[КК(σ_s^CB)²(σ_s^разр)²(π_y^CB)²(π_z^CB)²(σ_х^CB)²]

+1 -1 +1 +1 +1=3

Как и предусматривалось теорией ВС, в молекуле СО три валентные связи (сравните с N₂). Молекула диамагнитна – все электроны спарены.

Пример 6. Молекула NO. На МО молекулы оксида азота (II) должны разместиться 11 электронов: пять азота – 2s²2p³ и шесть кислорода – 2s²2p⁴. Десять из них размещаются так же, как и электроны молекулы оксида углерода (II) (пример 5), а одиннадцатый разместится на одной из разрыхляющих орбиталей – π_y^разр или π_Z^разр (эти орбитали энергетически эквивалентны между собой). Тогда

NО[КК (σ_s^CB)²(σ_s^разр)²(π_y^CB)²(π_z^CB)² (σ_х^CB)²(π_y^разр)¹]

+1 -1 +1 +1 +1 - ¹/₂=2¹/₂

Значит, молекула NO имеет две с половиной валентные связи, энергия связи большая —677,8кДж/моль. Она парамагнитна, так как содержит один неспаренный электрон.

Приведенные примеры служат иллюстрацией возможностей метода МО в объяснении строения и свойств молекул.

Предыдущая Следующая