JS2017 Přírodovědecká fakulta MU - Ústav chemie        str. 1/2
Seminární cvičení č. 2   C3150 Základy fyzikální chemie - seminář
Ukol č. 2.1
Do souřadného systému znázorněte izoplochy příslušející atomovým orbitalům s, p, a d. Jaká je degenerace těchto orbitalů, nejsou-li ve vázaném stavu?
Atomové orbitaly (AO) se překrývají za vzniku orbitalů molekulových (MO). Tento přístup je označován jako MO-LCAO. Rozhodujícími faktory pro tzv. orbitální interakci je rozdíl energií výchozích AO a velikost překryvu S, který je dán mj. symetrií. Pro celkový příspěvek ke stabilizaci nebo destabilizaci molekuly hraje roli i počet zúčastněných elektronů. Znázorněte následující:
a) interakci dvou identických orbitalů s na různých centrech. Jaké MO vzniknou? Určete jejich symetrii (S nebo AS) vůči středové souměrnosti se středem v centru vazby. Přiřaďte také správné nálepky symetrie (og,GL„Jig,7ru)
b) interakci orbitalů s na jednom centru a orbitalů p na druhém centru, tak aby laloky orbitalů p ležely na spojnici jader. Jaké MO vzniknou? Určete jejich symetrii (o nebo ti).
c) interakci dvou identických orbitalů p na různých centrech, tak aby laloky obou orbitalů p ležely na spojnici jader. Jaké MO vzniknou? Určete jejich symetrii (S nebo AS) vůči středové souměrnosti se středem v centru vazby. Přiřaďte také správné nálepky symetrie (os,Gu,Tig,nv)
d) interakci jako v bodě c) s tím rozdílem, že laloky obou orbitalů p jsou lokalizovány kolmo ke spojnici jader. Jaké MO vzniknou? Určete jejich symetrii podobně jako v bodě c).
Úkol č. 2.3
Určete, v jakém případě se jedná o kladný (S>0), záporný (S<0), případně nulový překryv (S=0).
a) Načrtněte interakční diagram MO pro molekulu tb. Jaké MO vzniknou a jaký bude jejich počet? Doplňte příslušný počet elektronů, napište elektronovou konfiguraci, vypočtěte řád vazby.
b) S využitím předchozího úkolu a) vytvořte z molekuly katión Hi+ a anión H2". Zapište příslušné elektronové konfigurace a vypočtěte řády vazby. Jak se budou měnit vazebné délky a disociační energie?
Úkol č. 2.5 (domácí)
Obdobně interpretujte případ molekuly He2+.
Ukol č. 2.2
Úkol č. 2.4
JS2017 Přírodovědecká fakulta MU - Ústav chemie        str. 2/2
Seminární cvičení č. 2   C3150 Základy fyzikální chemie - seminář
Úkol č. 2.6
Načrtněte interakční diagram MO pro molekulu O2. Vyznačte hraniční orbitaly (HOMO/LUMO). Vypočtěte spinovou multiplicitu. Jak se budou měnit elektronové konfigurace, řády vazeb, vazebné délky a disociační energie, vytvoříme-li postupně 02+,02~? Molekula O2 oplývá jednou krásnou vlastností (týkající se magnetismu). Kterou?
(Pozn. Interakční diagram je kvalitativně shodný s F2 a Nei)
Úkol č. 2.7
Na obrázku je znázorněn interakční diagram MO pro molekulu C2. Doplňte symetrické nálepky a počet elektronů. Vyznačte hraniční orbitaly (HOMO/LUMO). Lze očekávat větší prodloužení vazby v případě excitace z HOMO do LUMO, nebo z HOMO ještě o hladinu výš?
(Pozn. Interakční diagram je kvalitativně shodný s LÍ2 a N2)
~~ 2p"_
Úkol č. 2.8
Na obrázku je znázorněn interakční diagram MO pro molekulu NO. Doplňte elektrony. Vysvětlete, proč je tato molekula v základním stavu radikál? Vypočtěte spinovou multiplicitu. Jak se změní vazebná délka a disociační energie, vytvoříme-li katión a anion?
•io