Молекулярна орбіталь

Одна з молекулярних орбіталей (LUMO) формальдегіду

Молекулярна орбіталь — наближена хвильова функція електронів молекули, утворена суперпозицією атомних орбіталей різних атомів.

Електронний стан, який описується молекулярною орбіталлю, делокалізований у межах усієї молекули.

Зазвичай хвильова функція молекули шукається у вигляді детермінанта Слейтера, утвореного із молекулярних орбіталей із невідомими коефіцієнтами. Коефіцієнти знаходяться із розв'язку рівняння Шредінгера одним із методів квантової механіки, наприклад, варіаційним методом, одним з яких є метод Гартрі — Фока.

Одноелектронна хвильова функцiя, що описує рух електрона в ефективному полi ядер та iнших електронiв молекули як цiлого. Така орбіталь звичайно простягається на всю молекулу або на багато атомів у молекулі і представляється як комбінація атомних орбіталей. Графічно дається у виглядi контурної дiаграми, на якiй хвильова функцiя має певне значення, чи вказується область простору, де фiксована висока (вибрана довiльно, напр., 95 %) ймовiрнiсть знаходження електрона, що займає цю орбiталь, з наведенням знаку (+ чи –) хвильової функцiї в кожнiй частинi цiєї областi.

Вища ЗМО та Нижча ВМО

Схематичне зображення HOMO та LUMO

В основному стані молекули її електрони заповнюють усі орбіталі з найменшими енергіями. Та орбіталь, яка серед заповнених в основному стані має найбільшу енергію, зазвичай в літературі позначається абревіатурою ВЗМО (вища зайнята молекулярна орбіталь) або частіше англійською абревіатурою HOMO (highest occupied molecular orbital — найвища заповнена молекулярна орбіталь).

Наступна за енергією орбіталь називається НВМО (найнижча вакантна молекуляpна орбiталь) або LUMO (lowest unoccupied molecular orbital — найнижча незаповнена молекулярна орбіталь). НВМО — повнiстю чи частково вакантна молекулярна орбiталь, що має найнижчу енергiю з усiх незаселених орбiталей хімiчної частинки. Її енергія отримується при розрахунках методом молекулярних орбіталей і представляє спорідненість до електрона даної молекулярної частинки, а також може характеризувати реактивність такої частинки як електрофілу.

Локалiзована молекуляpна орбiталь — молекулярна орбiталь, що простягається не на всю молекулу, а лише на певний її фрагмент, та є просторово виділеною з-поміж інших орбіталей, наприклад, молекулярна орбiталь типу σ, що наближено описує C–H зв'язок у метанi.

Однозаселена молекулярна орбіталь (ОЗМО)

• 1. Заселена одним електроном вища зайнята молекулярна орбіталь радикала.
• 2. У загальному випадку — будь-яка молекулярна орбіталь, на якій є один електрон.

Джерела

• Глосарій термінів з хімії / уклад. Й. Опейда, О. Швайка ; Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Дон. : Вебер, 2008. — 738 с. — ISBN 978-966-335-206-0.

Посилання

• Szabo A., Ostlund N. S. Modern Quantum Chemistry: Introduction to Advanced Electronic Structure Theory / Attila Szabo, Neil S. Ostlund. — Mineola, N. Y. : Dover Publications, 1996. — 864 p. — ISBN 978-0486691862.
• Ластухін Ю. О., Воронов С. А. Органічна хімія. — Вид. 2-ге, перероб. і доп. — Львів : Центр Європи, 2001. — ISBN 966-7022-19-6.