Moleküler orbital diyagramları çizmek: 5 adım

MO diyagramları neden yöntemi ödüllendirir, yeteneği değil

Bir moleküler orbital diyagramı ürkütücü görünür — Yunan harfleri, enerji merdivenleri, her yerde oklar — ama her biri aynı beş adımla kurulur. Sınav onu ikili değerlendirir: elektronlar doğru düzeyde ya da değildir. Yöntemi bir kez öğrenin; H2, O2 ve arasındaki her iki atomlu molekül kendiliğinden çizilir.

Bu rehber beş adımı baştan sona yürütür ve iki klasik örneğe uygular.

Başlamadan önce gerekenler

• Molekülün değerlik elektron sayısı (H 1, C 4, N 5, O 6 katkı verir)
• Bağ derecesi formülü: (bağlayıcı − antibağlayıcı elektron) / 2
• Bir kurşun kalem — elektronlar adımlar arasında taşınır, düzeyleri önce hafif çizin

1. adım: Değerlik elektronlarını sayın

İki atomun değerlik elektronlarını toplayın. H₂’nin 2; N₂’nin 10; O₂’nin 12; F₂’nin 14; He₂’nin 4. Toplamı en üste yazın — sonra çizdiğiniz her ok tam olarak bu sayıyı vermeli.

2. adım: Atomik orbital merdivenlerini çizin

Her atomun değerlik atomik orbitallerini sol ve sağda kısa yatay çizgiler olarak çizin — ikinci sıra iki atomlu moleküller için her tarafta bir 2s çizgisi ve bir 2p kümesi (üç çizgi, genelde tek düzey olarak çizilir). İki taraf aynı ve aynı yüksekliklerdedir.

3. adım: Ortaya moleküler orbitalleri yazın

İki merdiven arasına, her atomik orbital çifti için bir bağlayıcı ve bir antibağlayıcı düzey çizin; antibağlayıcılara yıldız (*) koyun. Sıra önemlidir: O₂ ve F₂’de σ2p, π2p çiftinin altındadır; B₂’den N₂’ye sıra tersine döner ve π2p, σ2p’nin altına geçer. Bu tersine dönüş, MO diyagramlarının en çok sorulan ayrıntısıdır.

4. adım: Düzeyleri aşağıdan doldurun

Elektronları küçük oklar olarak, en düşük düzeyden başlayarak ekleyin (Aufbau). Dejenere bir çiftte eşleşmeden önce her düzeye birer elektron koyun (Hund), çiftleri bir yukarı bir aşağı ok olarak çizin (Pauli). O₂’de iki π*2p düzeyi her biri tek bir yukarı okla biter — o iki eşlenmemiş elektron “oksijen neden paramıknatısı” sorusunun cevabıdır.

Karşılaştırma için bitmiş iki diyagram:

5. adım: Bağ derecesini hesaplayın ve mıknatıslığı öngörün

Bağlayıcı ve antibağlayıcı elektronları sayıp formülü uygulayın. H₂: (2−0)/2 = 1. O₂: (8−4)/2 = 2. Bağ derecesi sıfır — He₂’nin (2−2)/2 = 0’ı — molekülün var olmadığı anlamına gelir. Bir eşlenmemiş elektron bile molekülü paramıknatıs yapar; hiçbiri yoksa diamıknatıştır.

Kaçınılması gereken yaygın hatalar

1. N2’de yanlış düzey sırası — B2, C2 ve N2’de π2p, σ2p’nin ALTINDADIR; O2’den itibaren eski haline döner.
2. Elektron sayısının kayması — bitirmeden okları 1. adımdaki toplamla yeniden sayın.
3. Dejenere düzeylerde erken eşleştirme — tekliler önce iki π düzeyine yayılır.
4. Formülde antibağlayıcıları unutmak — bağ derecesi iki sayıya da ihtiyaç duyar.
5. σ ile σ’yı karıştırmak* — yıldızlı olan antibağlayıcıdır; daha yukarıda durur ve bağdan düşülür.
6. Resimde durmak — soru genelde bağ derecesi ya da mıknatıslık ister, sadece diyagram değil.

Kopya kâğıdı tablosu

Yazdırılabilir kontrol listesi

Bir diyagramı teslim etmeden önce bu listeyi gözden geçirin:

• Toplam değerlik elektronu sayıldı ve en üste yazıldı
• Atomik orbital merdivenleri iki tarafta birbirinin aynı
• Her orbital çifti için bağlayıcı VE antibağlayıcı düzey var
• Moleküle uygun düzey sırası (O2 öncesi π2p/σ2p tersine dönüşü)
• Elektronlar aşağıdan dolduruldu, tekliler eşleşmeden yayıldı, çiftler zıt spinli
• Ok sayısı 1. adımdaki toplamla aynı
• Bağ derecesi formülle hesaplandı ve belirtildi
• Mıknatıslık eşlenmemiş elektronlardan öngörüldü

Hızla bir MO diyagramı mı gerekiyor?

Bir cevabı denetlemek — ya da elle çizimi tamamen atlamak — isterseniz molekülü adlandırın; AcaDraw ders kitabı tarzında temiz bir MO diyagramı üretir, düzenleyip dışa aktarabilirsiniz. MO diyagramı üreteci sayfasından başlayın. Bağın ilk resmi Lewis yapısı üretecinde.

Kaynaklar

• OpenStax Chemistry 2e, 8.4 Molecular Orbital Theory
• LibreTexts Chemistry