Science >> Wetenschap >  >> Chemie

Waarom bestaat H2 -moleculen als hij niet is?

Het bestaan ​​van H₂ en het niet-bestaan ​​van He₂ kan worden verklaard door de moleculaire orbitale theorie .

H₂:

* waterstof heeft slechts één elektron per atoom.

* Wanneer twee waterstofatomen samenkomen, combineren hun atomaire orbitalen om twee moleculaire orbitalen te vormen: A Bonding Orbital en een antibonding orbital .

* De binding orbital is lager in energie en is gevuld met twee elektronen , het vormen van een stabiel H₂ -molecuul.

* Het antibonding -orbitaal blijft leeg.

He₂:

* helium heeft twee elektronen per atoom.

* Wanneer twee heliumatomen samenkomen, vormen ze ook binding en antibonding orbitalen.

* Zowel de binding als de antibonding orbitalen zijn gevuld met twee elektronen elk .

* De gevulde antibonding orbital annuleert Het stabiliserende effect van de gevulde binding orbital, resulterend in geen netto obligatie -vorming .

Samenvattend:

* H₂ vormt een stabiel molecuul omdat de binding orbitaal gevuld is met elektronen, wat leidt tot een netto aantrekkelijke kracht.

* Hij₂ vormt geen stabiel molecuul omdat het antibonding -orbitaal ook is gevuld, waardoor het bindingseffect wordt geannuleerd.

Andere factoren:

* Pauli -uitsluitingsprincipe: Het Pauli -uitsluitingsprincipe stelt dat geen twee elektronen in een atoom dezelfde set kwantumnummers kunnen hebben. Dit principe voorkomt de vorming van HE₂ omdat de twee elektronen in elk atoom hetzelfde energieniveau zouden moeten bezetten.

* Interatomische afstoting: De afstoting tussen de positief geladen kernen van de heliumatomen draagt ​​ook bij aan de instabiliteit van HE₂.

Daarom verklaart de combinatie van moleculaire orbitale theorie, Pauli -uitsluitingsprincipe en interatomische afstoting waarom H₂ bestaat, maar dat doet hij niet.