Frage von Nathanacu, 45

Wie kann ein Molekülorbital leer sein, wenn sich ein Orbital dadurch definiert, dass es wahrscheinlich Elektronen enthält?

Ich arbeite mich gerade mit einem Lehrbuch in die Chemie ein. Dort finde ich die Definition von Orbitalen als Räume, in welchen sich mit 90 prozentiger Wahrscheinlichkeit Elektronen aufhalten. An einer anderen Stelle steht geschrieben, dass nach einer Bindung leere Molekülorbitale entstehen können. Meine Frage: Wie kann ein Molekülorbital leer sein, wenn sich ein Orbital dadurch definiert, dass es wahrscheinlich Elektronen enthält?

Ich habe durchaus verstanden, dass nach einer Bindung so viele Molekülorbitale existieren müssen, wie vor der Bindung Atomorbitale existierten. Bei einer Bindung zwischen zwei Wasserstoffatomen, die je ein Orbital, somit insgesamt 2 Orbitale besitzen, entsteht also danach ein volles, und ein leeres Molekülorbital. Dieses Beispiel aus besagtem Lehrbuch endet ohne weiterführende Erklärungen. Ich bedanke mich im Voraus für alle Antworten.

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von ThomasJNewton, 10

Ein Orbital ist ein möglicher Aufenthalts"raum" für ein Elektron.

Und zwar genau so, wie es ist, zu 100 %, also theoretisch unendlich groß.

Die 90 % benutzt mal nur zur künstlerischen Darstellung.
Es gibt sogar Darstellungen, wo noch andere "Grenzen" eingezeichnet sind.

Und in einem Orbital sind 0, 1 oder 2 Elektronen, das ändert (ganz einfach betrachtet) nicht ihre Form oder Größe.

Ein ganz anderes Thema ist die Kombination von Orbitalen:

  • Von "reinen" Atomorbitalen eines Atoms zu Hybridorbitalen.
  • Von reinen oder hybriden Atomorbitalen verschiedener Atome zu Molekülorbitalen.

Dabei kombinieren sich aber die Orbitale, nicht die Elektronen.

Und die kombinierten Orbitale werden nach den selben Regeln befüllt wie reine Orbitale, also nach ihrer Energie und der Hund'schen Regel.

Und noch was zur Kombination von Orbitalen:
Die ändert nichts an der Anzahl.
Aus 2 Atomorbitalen werden 2 Hybridorbitale bzw. 2 Molekülorbitale:

Aus 2 s-Orbitalen von 2 H-Atomen werden 2 Molekülorbitale.
Und zwar ein bindendes und ein antibindendes.
In die 2 MOs werden dann die beiden Elektronen gefüllt, und zwar nach Energie und Hund'scher Regel.

Und zwar beide in das bindende MO, weil es
 • energetisch deutlich niedriger liegt als das antibindende
 • die Hund'sche Regel deshalb nicht zum Tragen kommt

Lass das erst mal sacken ;-)

Antwort
von cg1967, 22

Bei einer Bindung zwischen zwei Wasserstoffatomen, die je ein Orbital,
somit insgesamt 2 Orbitale besitzen, entsteht also danach ein volles,
und ein leeres Molekülorbital.

Aus den zwei halbbesetzten AOen entsteht ein bindendes MO. Das antibindende MO ist nicht besetzt, daher Bindungsordnuing 1. Beim Helium sieht das anders aus, schau es dir an.

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