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Was ist ein antibindendes Orbital?

Ein antibindendes Orbital ist ein Molekülorbital, das ein Elektron außerhalb des Bereichs zwischen den beiden Kernen enthält .

Wenn sich zwei Atome nähern, beginnen sich ihre Elektronenorbitale zu überlappen. Diese Überlappung bildet eine molekulare Bindung zwischen den beiden Atomen mit ihrer eigenen Molekülorbitalform. Diese Orbitale folgen dem Pauli-Ausschlussprinzip auf die gleiche Weise wie Atomorbitale. Keine zwei Elektronen in einem Orbital  können den gleichen Quantenzustand haben. Wenn die ursprünglichen Atome Elektronen enthalten, bei denen eine Bindung gegen die Regeln verstoßen würde, besiedelt das Elektron das antibindende Orbital mit höherer Energie.

Antibindende Orbitale sind durch ein Sternchen neben dem zugehörigen Typ des Molekülorbitals gekennzeichnet. σ * ist das mit Sigma- Orbitalen assoziierte antibindende Orbital, und π * -Orbitale sind antibindende pi- Orbitale. Wenn von diesen Orbitalen gesprochen wird, wird das Wort ‚Stern‘ oft am Ende des Orbitalnamens hinzugefügt: σ *=Sigma-Stern.

 

Beispiele

H 2 ist ein zweiatomiges Molekül, das drei Elektronen enthält. Eines der Elektronen befindet sich in einem antibindenden Orbital.

Wasserstoffatome haben ein einzelnes 1s-Elektron. Das 1s-Orbital bietet Platz für 2 Elektronen, ein Spin-Up-Elektron und ein Spin-Down-Elektron. Wenn ein Wasserstoffatom ein zusätzliches Elektron enthält, das ein H Ion bildet, ist das 1s – Orbital gefüllt.

Wenn ein H – Atom und H Ion sich einander annähern, wird eine Sigmabindung zwischen den beiden bilden Atome. Jedes Atom trägt ein Elektron zur Bindung bei, die die σ-Bindung mit niedrigerer Energie füllt. Das zusätzliche Elektron füllt einen Zustand höherer Energie, um eine Wechselwirkung mit den beiden anderen Elektronen zu vermeiden. Dieses Orbital mit höherer Energie wird als antibindendes Orbital bezeichnet. In diesem Fall ist das Orbital ein σ * antibindendes Orbital.

 

Quellen

  • Atkins P.; de Paula J. (2006). Atkins Physical Chemistry (8. Aufl.). WH Freeman. ISBN: 0-7167-8759-8.
  • Orchin, M.; Jaffe, HH (1967). Die Bedeutung von antibindenden Orbitalen . Houghton Mifflin. ISBN: B0006BPT5O.

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