Các nguyên tử thuộc chu kì 1 có một obitan hoá trị ls. Sự tổ hợp 2 AO đó thuộc hai nguyên tử giống nhau cho 2 MO: o ls và ơỊs có năng lượng tương ứng là E+ = a + ß và E_ = cc - ß; giản đồ năng lượng tương tự đôi với Ht (hình 21).
H t : có cấu hình electron ơỊs , sô" liên kết: N = —, độ dài liên kết i - 1,06 Â và năng lượng liên kết E = 256 kJ/mol. liên kết i - 1,06 Â và năng lượng liên kết E = 256 kJ/mol.
H 2: Cấu h ìn h electron (hai electron đểu ở MO liên kết 2 —0
Ơ1S n h ư n g có spin đôi song song), N = —-— = 1; i = 0,74 A;
2
E = 432 kJ/m ol. N hư vậy, tro n g H 2 có 1 liên k ế t ơ.
So sá n h giữa H , và H 2 t a thấy, sô" liên k ết càng lớn th ì n ă n g lượng liên k ết càng lớn và độ dài liên k ết càng nhỏ.
H eT : ngoài 2 electron được p h ân bố trê n M O -ols , electron th ứ ba được p h â n vào ơỊs . Do đó, He* có cấu hìn h
ƠJS ớỊg; N = - — - = —; £ = 1,08 Ả; E = 215 kJ/m ol. Giống
2 2
n h ư H* có — liên kết, do đó H t và H e2 có độ dài liên kết và
2
n ă n g lượng liên k ế t giống n h au .
H e2: có cấu h ìn h Ơ*Ị:; có số liên k ế t N = - —— = 0;
Do đó p h â n tử này không tồ n tạ i, p h ù hợp với thực tê.
b) C ác p h â n t ử A 2 th u ộ c c h u k ì 2 1. Các M O
N guyên tử các nguyên tô" chu kì 2 có các obitan hoá trị 2s, 2p (2px, 2py, 2pz)<*) H ệ to ạ độ p h â n tử A2 được kí h iệu n h ư h ìn h 22; a, b - 2 n g u y ên tử. Các MO được th à n h lập từ sự tổ hợp tu y ến tín h các AO có tín h đối xứ ng giông n h a u (tương tự n h ư đôi với p h â n tử Ho) sau: 2s„-2sh;
2pz. - 2P z b ; 2Px„ - 2pX|; 2py< - 2pyi .
o bi tan Is tham gia vào sự hình thành phân tử không dáng k ể nên ta không khảo sát ở đây.
Hình 22. Hệ toạ độ của phân tử A 2
Og -M O . Sự tổ’ hợp các AO -2sa, 2sb cho hai MO: liên kết Ơ 2S
và phản liên kết Ơ2S (để đơn giản ta kí hiệu là ơs vàơ*)
ct^-M O . Sự tổ hợp các A O -2 p z và2pz cho hai MO-ơz và ơ*.
z
°z = ^ (2Pza+ 2P*b)
ĩt.f -M O . Sự tể h ợ p các obitan 2pXa và 2pXi cho các MO-7tx và .
ĩil-M O . M ột cách tương tự, sự tổ hợp các AO- 2py và 2py cho các obitan nỴ và 71* .
7Ty = - ^ ( 2 p Vii + 2pyt) và 7T* = ^ ( 2Py„ -2P yb)
Các MO-7Tx, ny và M O -71*, 7t“ tương đương n h a u từ ng đôi một, chúng chỉ khác n h a u về sự định hướng không gian nên chúng có cùng mức n ăn g lượng (mức suy biến).
2. Giản đồ năng lương của các MO của phân tử A 2 (hình 23)
Đốì vối các nguyên tô" cuối chu kì (tạo ra các p h â n tử F 2, 0 2) có mức năng lượng của 2p và 2s khác n h a u n h iều (ví dụ, đốì với fio, E 2p - E2s = 20 eV), nên mặc dù các obitan 2pz và 2s có tín h đối xứng giống n h a u đôi với trụ c liên k ết z nhưng ta chỉ tổ hợp các obitan 2p? riêng vói n h a u và các obitan 2s
riêng với nhau. Phổ phân tử cho biết các mức năng lượng của 0 2, F 2 có th ứ tự sau đây:
ơ, s < ơ*s < ơz < 7tx = 7tv < 71* = 71* < ơ '
Còn đối với các nguyền tử thuộc đầu chu kì (Li,Be,B,C,N), hai mức năng lượng 2p và 2s khác nhau ít nên đối với tổ hợp 2sa - 2sh, ta cần chú ý đến sự tham gia của các obitan 2p và 2p và ngược lại, đôi VỚI tố hợp 2pz - 2pz cần chu ý đến sự tham gia của các obitan 2sa và 2sb. Phổ phân tử cho biết, thứ tự các mức năng lượng của các phân tử A2 (Bev). B2, C2, N2 là:
ơ s < ơ 9s < TCX = 7ty < <JZ < n x = 7 ĩ y < ơ .* AO-A, MO-A2 o: A O -Ab (H O C K \ k x t h ;; ;;k x x> 2pa ’ O O - 7 2pb L—o os a)
AO -Aa MO -A2 AO-Ab
E ơ z
ai
bi
Hình 23. Giần đổ năng lượng các MO