Frage von AhnungvonAllem, 81

Molekülorbital des H-F Moleküls?

Hallo Leute, Ich habe in den anderen Themen zu den Molekülorbitalen und deren Diagrammen nichts passendes gefunden deswegen habe ich dieses neue Thema eröffnet. Mein Problem ist folgendes: Wie Molekülorbitale funktionieren und wie diese zustande kommen habe ich in Bezug auf gleichatomige Moleküle wie N2 oder O2 verstanden, ebenso wie die Erstellung der Diagramme für diese. Aber: Ich verstehe nicht, wie bei einem H-F Molekül das entsprechende Molekülorbital zustande kommt. Das H-Atom verbindet sich mit einem der 2p Orbitale des Fluor. Aber das 1s Orbita des Wasserstoffs ist Energetisch doch wesentlich niedriger als dieses, wohingegen die Diagramme die ich online finde das Gegenteil anzeigen (Bild im Anhang)

Ich habe gelesen, dass das 1s und das 2s Orbital energetisch zu weit auseinander liegen, um eine Bindung einzugehen, weswegen sich das 1s Orbital mit dem 2p verbindet. Aber wieder: So wie ich es immer verstanden habe, liegt das Energieniveau des 1s tiefer als das des 2s, geschweige denn des 2p.

Ich muss also iwo einen Denkfehler haben. Kann mir da BITTE jemand weiterhelfen, damit ich endlich weiterlernen kann?? :(

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von indiachinacook, Community-Experte für Chemie, 27

Das H-Atom verbindet sich mit einem der 2p Orbitale des Fluor. Aber das
1s Orbita des Wasserstoffs ist Energetisch doch wesentlich niedriger als
dieses,

Das H-Atom verbindet sich mit einem der 2p Orbitale des Fluor. Aber das
1s Orbita des Wasserstoffs ist Energetisch doch wesentlich niedriger als
dieses,

Wieso sollte das 1s-Orbital des H viel niedriger liegen als das 2p des Fluor? Beide sind Valenz­orbitale, also grob in der selben Energie­region angesiedelt. Natürlich liegt das 1s des Fluors weit unter dem 1s des H oder 2s/2p des Fluors, aber das ist ja auch ein core-Orbtal.

Wer es genau wissen will, der kann die Ionisierungsenergien der beiden Elemente nachschlagen. https://en.wikipedia.org/wiki/Ionization_energies_of_the_elements_(data_page) Die Ioni­sierungs­ener­gien ent­sprechen ja grob der Energie des höchsten Orbitals relativ zum Dis­sozia­tions­limit.

Dort sieht man für H die berühmten 13.6 eV, und für F haben wir 17.4 eV. Also ist das 2s des Fluors grob 25% stärker gebunden als das 1s des H (nicht ver­wunder­lich, F ist ja elektro­negativ, will also Elektronen haben und nicht her­geben).

Kommentar von indiachinacook ,

Also ist das 2s des Fluors grob 25% stärker gebunden

Sorry, das sollte natürlich 2p statt 2s heißen. Die Ionisierungsenergie bezieht sich ja auf das höchste besetzte Orbital, aus dem ein e⁻ heraus­geschlagen wird, und das ist beim F-Atom das 2p.

Das 2s wird dann stärker gebunden sein, aber nicht absurd viel stärker, vielleicht nochmals 20% oder so.

Antwort
von Wunnewuwu, 33

Aufgrund der höheren Elektronegativität von Fluor sind die 2p Orbitale energieärmer, im Vergleich zum 1s Orbital des Wasserstoffatoms (Fluor "hält" die Elektronen fester) . Der große Energieunterschied zwischen 1s von H und 2s von F ergibt sich - so wie ich das verstanden habe - dadurch, dass die Orbitale keine Bindung eingehen. Und zwar deshalb, weil die Energiedifferenz zwischen 1s und 2p günstiger ist, also zwischen 1s und 2s.

Eine Bindung geht das 1s Orbital (H) mit einem der drei p-Orbitale von Fluor ein, und zwar mit dem, das mit dem 1s Orbital auf einer Achse liegt (deshalb auch die Sigma-Bindung). Die anderen zwei p-Orbitale haben nicht die richtige Symmetrie, um mit 1s zu interagieren.

LG

Keine passende Antwort gefunden?

Fragen Sie die Community

Weitere Fragen mit Antworten