Розпушуюча молекулярна орбіталь

Розпушуюча молекулярна орбіталь — молекулярна орбіталь, що утворюється комбінацєю атомних орбіталей за теорією методу МО ЛКАО з поглинанням енергії та зменшенням величини хвильової функці, що супроводжується розпорошенням, а не концентруванням електронної густини. У теорії МО електрони описуються хвильовою функцією^[1]. Коли такі хвилі знаходяться близько і в різних фазах (протифазні, знаки функцій різні), це приводить до їх комбінації (взаємодії) і нового, нестабільного щодо попередніх станів, утворення. Таким чином стабільний зв'язок не формується між цими двома атомними орбіталями^[2] та як наслідок це приводить до відштовхування обох атомів. Таким чином Розпушуюча молекулярна орбіталь має протилежні властивості до Зв'язуючої молекулярної орбіталі.

Опис

Приклад віднімадання хвильових функцій електронів з утворенням σ* у двоатомній молекулі водню. a, b — відносні позиції протонів

За методом МО ЛКАО хвильова функція ${\displaystyle \Psi }$, що відповідає молекулярній орбіталі (МО), є лінійною комбінацією (сумою) функцій атомних орбіталей (АО):

${\displaystyle \Psi =c_{a}\psi _{a}+c_{b}\psi _{b}+...+c_{n}\psi _{n}}$,
або

${\displaystyle \Psi =c_{a}\psi _{a}-c_{b}\psi _{b}-...-c_{n}\psi _{n}}$,

де n — кількість атомів у молекулі, ${\displaystyle \psi _{a}}$, ${\displaystyle \psi _{b}}$,…${\displaystyle \psi _{n}}$ — хвильові функції електронних орбіталей атомів, що взаємодіють, с — числові коефіцієнти, які визначають внесок кожної АО у МО і значення яких визначають з огляду на умову мінімуму енергії. У разі віднімання (-) ${\displaystyle \psi _{a}}$, ${\displaystyle \psi _{b}}$… ${\displaystyle \psi _{n}}$ (знаки обох функцій від'ємні), хвильова функція ${\displaystyle \Psi }$ спадає і абсолютне значення хвильової функції ${\displaystyle \Psi }$ у просторі між ядрами зменшується. Це означає, що при утворенні молекулярної орбіталі густина електронної хмари у між'ядерному просторі зменшується, внаслідок чого атомні ядра молекули притягуються не до між'ядерної області, а до периферії молекули, тобто ніби відштовхуються одне від одного. В даному випадку хімічний зв'язок між атомами не виникає. На такій МО електрон матиме більшу енергію, як на вихідній АО і не створюватиме зв'язку.

Диатомні молекули

• 
  Енергетична діаграма утворення молекули дигідрогену. Молекула дигідрогену H₂ - стабільна, оскільки розпушуюча молекулярна орбіталь σ*_1s незаповнена, а зв'язуюча МО σ^зв_1s заповнена електронами з утворенням ковалентного зв'язку
• 
  Енергетична діаграма утворення молекули гелію. Молекула гелію He₂ - нестабільна, оскільки чотири електрони заповнюють зв'язуючу МО σ^зв_1s та розпушуючу молекулярна орбіталь σ*_1s, а σ*_1s заважає утворенню сигма-зв'язку