Опишите химическую связь в молекуле F2 в рамках метода
молекулярных орбиталей

Хорошо, давайте пошагово рассмотрим химическую связь в молекуле F2, используя метод молекулярных орбиталей.

1. Итак, молекула F2 состоит из двух атомов фтора, каждый из которых имеет 9 электронов. Общее число электронов в молекуле F2 равно 18.

2. Сначала мы рассмотрим атомы фтора отдельно. У каждого атома фтора есть внутренние энергетические уровни (1s^2 2s^2 2p^5), которые заполнены электронами. Однако, нам интересуют только внешние энергетические орбитали, которые называются молекулярными орбиталями.

3. С помощью метода молекулярных орбиталей мы будем строить молекулярные орбитали для молекулы F2. Метод молекулярных орбиталей предполагает, что молекула F2 образует новые орбитали путем смешивания атомных орбиталей двух атомов фтора.

4. Поскольку каждый фторовый атом имеет по 9 электронов, получаем 18 электронов для молекулы F2. Эти электроны будут занимать молекулярные орбитали в порядке возрастания их энергии, согласно правилу заполнения орбиталей (принципу Паули и правилу Гунда).

5. В молекуле F2 существуют 3 основные молекулярные орбитали, которые будут заполняться электронами.
- Sigma (σ) молекулярная орбиталь будет формироваться из совмещения двух 2s атомных орбиталей фтора.
- Пи (π) молекулярная орбиталь будет формироваться из совмещения двух 2p атомных орбиталей фтора.
- Sigma (σ) звездчатая молекулярная орбиталь будет также формироваться из совмещения двух 2p атомных орбиталей фтора, но с противоположной фазой.

6. Начнем с заполнения электронами молекулярной орбитали sigma (σ). При этом два электрона будут располагаться в этой молекулярной орбитали, так как у нас два атома фтора.

7. Затем два электрона повысятся в более высокую энергетическую орбиталь - пи (π) молекулярную орбиталь. В этой орбитали предполагается, что электроны находятся в двух параллельных плоскостях над и под межъядерной осью.

8. И, наконец, оставшиеся 14 электронов заполнят молекулярную орбиталь sigma (σ) звездчатую.

Таким образом, химическая связь в молекуле F2, описываемая методом молекулярных орбиталей, представляет собой образование трех основных молекулярных орбиталей – sigma (σ), пи (π) и sigma (σ) звездчатая, в которых занимаются электроны фторовых атомов. Эти орбитали формируются путем перекрытия атомных орбиталей фторовых атомов, что обеспечивает общий уровень энергии и стабильность молекулы F2.