Obitan phân tử liên kết và phản liên kết của H₂

Xây các obitan phân tử của phân tử đơn giản nhất từ hai obitan 1s, rồi kéo dãn và nén liên kết để thấy lợi thế liên kết biến mất thế nào.

Mục tiêu

So sánh đám mây σ liên kết và σ* phản liên kết, rồi tìm độ dài liên kết có chồng lấp mạnh nhất.

Dụng cụ và hoá chất

Một cặp obitan 1s của hydro cách nhau khoảng $R$; chương trình tổ hợp chúng thành $\sigma = \frac{1}{\sqrt{2}}(1s_a + 1s_b)$ và $\sigma^{*} = \frac{1}{\sqrt{2}}(1s_a - 1s_b)$.

Giải thích

Thuyết obitan phân tử tổ hợp các obitan nguyên tử thành hàm sóng trải trên toàn phân tử. Với $\ce{H2}$, hai obitan 1s cộng cùng pha cho $\sigma$ (mật độ electron giữa hai hạt nhân che chắn lực đẩy và giữ phân tử) hoặc ngược pha cho $\sigma^{*}$ (mặt nút để mật độ ra ngoài, nên lấp nó làm suy yếu liên kết). Khoảng năng lượng giữa σ và σ* thu hẹp khi $R$ tăng — ở điểm phân ly hai tổ hợp có cùng năng lượng. Mô hình LCAO này là trường hợp đơn giản nhất mà Hartree–Fock và các mã DFT giải cho phân tử thực.

Thí nghiệm ảo: một mô hình đơn giản hoá để xây dựng trực giác. Nó không thay thế thực hành thật và huấn luyện an toàn; không tự làm lại tại nhà khi không có người hướng dẫn.