Hogyan kell ezeket a "diagrammogat" értelmezni? Nem igazán látom át, már egyszerűbb molekulák esetében sem.

LCAO-MO: matematikai módszer, ami AO atomi orbitálokból (pontosabban azok ψ hullámfüggvényeiből) MO molekulaorbitálokat állít elő úgy, hogy 2 AO-ból 2 MO keletkezik: 1 kötő MO és 1 lazító MO. A kötő MO stabilizálja a molekulát, a lazító MO jele:*

A 0, 1, 2, ... csomófelülettel rendelkező MO-ok jele σ, π, δ, ...

Először nézzük a H2 molekulát. 2 1s AO-ból 2 MO keletkezik: (σ1s) és (σ*1s)

H2: (σ1s)2 (σ*1s)0

A 2 H atom 2 elektronja kötőállapotba kerül, lazítóállapotban nincs elektron.

He2: (σ1s)2 (σ*1s)2

A 2 He atom 4 elektronjából 2 kötőállapotba kerül, 2 lazítóállapotba, energetikailag ez nem kedvező: He2 molekula nem képződik.

A MO-ra is érvényesek az AO-ra megtanult elvek: energiaminimum, Pauli, Hund.

O2: (σ1s)2 (σ*1s)2 (σ2s)2 (σ*2s)2

(σ2px)2 (π2py)2 (π2pz)2 (π*2py)1 (π*2pz)1 (σ*2px)0

Stabil állapotban az O2 molekula 2 azonos spinű párosítatlan elektront tartalmaz 2 π* MO-ján (triplett).

Szingulett állapot: az elektronspinek kiegyenlítik egymást, a spinkvantumszámok összege egyféle, azaz 0. [↑↓], [↑][↓]

Dublett állapot: a spinkvantumszámok összege kétféle lehet, azaz +1/2 és -1/2. [↑], [↓]

Triplett állapot: a spinkvantumszámok összege háromféle lehet, azaz +1, 0, -1. [↑][↑], [↑][↓], [↓][↓]

/Dr.Bodor Endre: Szervetlen kémia, 1994.

Dr. Vincze László: Elméleti szervetlen kémia, 1995.

Dr. Markó László, Dr. Ungváry Ferenc: Szerves kémia, 1997./

Term: jelölésrendszer

[link]

Az MO elmélet reálisabban közelíti meg a valódi szerkezetet és jobban írja le azt, mint a Lewis-féle kötéselmélet (amelyben az atomokat - két olyan ellentétes spinű elektronból álló - elektronpár kapcsolja össze, amelyhez az egyik elektront az egyik, a másikat pedig a másik atom szolgáltatja, és ezt az elektronpárt az atomok közösen használják a nemesgázhéj-szerkezet kialakítására).

A Lewis-féle ǀǀO=Oǀǀ nem ad magyarázatot a következőkre:

1. A alapállapotú (triplett) O2 paramágneses, mert - 2 azonos spinű párosítatlan elektronjából adódóan - nullától eltérő eredő spinmomentuma (ezáltal eredő mágneses momentuma is) van.

2. Az O2+ molekulaion disszociációs energiája nagyobb, mint az O2 molekuláé:

O2: 494 kJ/mol

O2+: 623 kJ/mol

A Lewis-féle modellben elvéve egy elektront a kötés gyengülne. Az MO modell alapján azonban a legnagyobb energiájú MO-ról ha elveszünk egy elektront, a kötés erősödik, mert lazító MO-ról vesszük el.

Nem állíthatók fel következtetési szabályok (szerintem), két eltérő modell különböző elvekkel...

A Cl2 molekula MO diagramja:

Cl2: KKLL (σ3s)2 (σ*3s)2

(σ3px)2 (π3py)2 (π3pz)2 (π*3py)2 (π*3pz)2 (σ*3px)0

A π és π* MO-on azonos számú elektron van, így π kötés nem jön létre. A (σ3px)2 MO adja a σ kötést (aminek jelen esetben megfelel a Lewis-modell ǀǀǀCl-Clǀǀǀ molekulája az egyszeres σ kötés tekintetében).

*Szingulett állapot: ... [↑↓]

([↑][↓] valójában az [↑][↑] alapállapotú triplett gerjesztett állapota.)

...megújítása az előzőt, kiegészíti, remélhetőleg pontosítja azt.

Ezek közelítések, mindegyiknek megvan az előnye és a hátránya is; azt választjuk ki, amivel meg tudjuk magyarázni a jelenségeket - lehetőleg minél egyszerűbben.

Természetesen ez nem azt jelenti, hogy egyik modell jobb, a másik rosszabb: mindegyik másra jó. (Például a levegő felhajtóerejének szemléltetéséhez elég egy papírrepülőt csinálni, nem kell egyből repülőgépet építeni.)

...klasszikus kémiai átalakulások magyarázata komplikáltabb

Valóban, ezért sok esetben elég a Lewis-féle közelítés is, amivel kielégítően meg lehet magyarázni a reakciók lefutását.

Azonban vannak olyan területek, ahol ez kevésnek bizonyul és MO elmélettel írhatók le: például fotokémiai átalakulások, szinkronreakciók, ...

..."törzselektron", "vegyértékelektron" fogalma LCAO-MO szerint nem aktuális, elavult?

Így van, minden AO elektronja MO-ra kerül, így az LCAO-MO-ban módosulnak a fogalmak: ott HOMO(Highest Occupied MO = legnagyobb energiájú betöltött MO) és LUMO (Lowest Unoccupied MO = legkisebb energiájú nem betöltött MO) pályákról beszélünk (általában).

De amit fontos hangsúlyozni: emiatt a Lewis modell nem elavult, mai napig (és szerintem még sokáig) használható, ugyanis abban is a külső pályákon lévő elektronok felelősek a kémiai tulajdonságokért.