脚注 7


分子軌道
結合性軌道 反結合性軌道
   図 R7.1  MOPACで計算した水素分子の形成.内部に見えるのは,2つの水素原子で,その周りに,2種類の分子軌道が広がっている.  

 分子の軌道も,原子の軌道とおなじような形をしていることに,気が付くでしょう.分子の電子は,原子軌道の電子配置と同じように,低いエネルギー準位の軌道から,パウリの排他原理を守って,入っている.基底状態の水素分子では,一番低いエネルギーの軌道に,2つの電子が入り,その上の軌道には,電子はない.

軌道の名前の付け方に注意すること.分子軌道法では,分子に存在するすべての原子について解くので,軌道の名前が,異なるときがある.ここでは,低エネルギー側の軌道から順番に,下は,1σ,その次に低い軌道として,2σとつけている.σは,軸対称の軌道を示し,面対称ならπ軌道になる


エネルギー的に安定化

 エネルギーは,増えも減りもせず,保存される.とすると,低いエネルギー準位に電子が移り,低エネルギーで安定化するとは,どういうことか.

 大抵の化学反応では,発熱がともないます.すなわち,低いエネルギー準位に電子が移り,化学結合が形成されると,電子の軌道エネルギーの余った分が,熱として外部に出ていくのである.

 化学結合が形成されると,余分のエネルギーが外部に出ていく.言い換えると,結合を切断するためには,外部からエネルギーを持ってこなければいけない.つまり,原子と原子は,このエネルギーの分だけ結び付いているのである.


結合エネルギー
   +の電荷を持つ粒子同士の接近では,反発力により,エネルギーが増加する.
   電気的に中性の粒子同士の接近では,エネルギーの変化はない.
   接近により,お互いの電子が,両方の原子核に属することができると,エネルギーが低下する.エネルギー準位の低い軌道が形成される.
 電子の,波としての性質を,原子核の周りで満足させているのが,軌道である.
図 R7.2  2つの原子核の接近によるエネルギーの変化
 

 

 



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Last updated, May 29 , 2006.