С позиций метода молекулярных орбиталей объясните возможность существования молекул HHe; ArF2 и NeF2. Постройте энергетические диаграммы этих молекул, рассчитайте порядок и полярность связи в них.

Добрый день! Давайте рассмотрим ваш вопрос о возможности существования молекул HHe, ArF2 и NeF2 с позиций метода молекулярных орбиталей.

Метод молекулярных орбиталей (МО) позволяет объяснить связывание атомов в молекулах через перекрытие их молекулярных орбиталей. В орбитальном подходе атомные орбитали объединяются в молекулярные орбитали, которые могут быть связующими или антисвязующими.

При анализе возможности существования молекул HHe, ArF2 и NeF2, нужно учитывать электронную конфигурацию и химическую активность атомов, а также заказанность энергии орбиталей.

1. Молекула HHe:
Молекула HHe состоит из атома водорода (H) и атома гелия (He). Атом He имеет два электрона в своей внешней электронной оболочке (2s2), и атом H имеет один электрон в своей внешней электронной оболочке (1s1). Поскольку атом H имеет только один электрон, он может образовать только одну σ-связь с атомом He. Эта связь будет образована путем перекрытия 1s-орбиталей атомов H и He.

Энергетическая диаграмма молекулы HHe выглядит следующим образом:
(He) 2s
(H) 1s
Уровень энергии: --------------------->

Связывающий σ-орбиталь

Связывающая σ-орбиталь образуется при перекрытии 1s-орбиталей атомов H и He. Порядок связи можно рассчитать как разность числа электронов в связывающих и антисвязывающих орбиталях. В данном случае порядок связи равен 0, так как число электронов в связывающей орбитали равно числу электронов в антисвязывающей орбитали.

Насчет полярности связи в молекуле HHe, в данном случае эта связь будет неполярной, так как разность электроотрицательностей атомов H и He очень мала.

2. Молекула ArF2:
Молекула ArF2 состоит из атома аргона (Ar) и двух атомов фтора (F). Атом аргона имеет электронную конфигурацию [Ne] 3s2 3p6 и внешнюю электронную оболочку в полном состоянии. Атом фтора имеет электронную конфигурацию [He] 2s2 2p5 и нуждается в приобретении одного электрона для заполнения своей внешней электронной оболочки.

Энергетическая диаграмма молекулы ArF2 выглядит следующим образом:
(Ar) 3s 3p
(F) 2s 2p
Уровень энергии: --------------------->
Связывающая σ-орбиталь

Связывающая σ-орбиталь образуется при перекрытии 3p-орбиталей атома аргона и 2p-орбиталей атомов фтора. Атомы фтора могут образовать две связи с атомом аргона, так как каждый фтор имеет один свободный электрон, который может участвовать в связи. Порядок связи в данном случае будет равен 2, так как число электронов в связывающей орбитали в два раза больше, чем число электронов в антисвязывающих орбиталях.

Насчет полярности связи в молекуле ArF2, она будет полярной, так как разность электроотрицательностей атомов Ar и F достаточно велика.

3. Молекула NeF2:
Молекула NeF2 состоит из атома неона (Ne) и двух атомов фтора (F). Атом неона имеет электронную конфигурацию [He] 2s2 2p6 и также внешнюю электронную оболочку в полном состоянии. Атом фтора, как мы уже знаем, нуждается в приобретении одного электрона для заполнения своей внешней электронной оболочки.

Энергетическая диаграмма молекулы NeF2 выглядит следующим образом:
(Ne) 2s 2p
(F) 2s 2p
Уровень энергии: --------------------->
Связывающая σ-орбиталь

Связь в молекуле NeF2 будет состоять только из одной связи между атомом неона и атомом фтора. Порядок связи будет равен 1, так как число электронов в связывающей орбитале равно числу электронов в антисвязывающей орбитале.

Насчет полярности связи в молекуле NeF2, она будет полярной, так как разность электроотрицательностей атомов Ne и F также достаточно велика.

В результате:
- Молекула HHe содержит только одну неполярную связь.
- Молекула ArF2 содержит две полярные связи.
- Молекула NeF2 содержит одну полярную связь.

Все эти молекулы являются возможными благодаря перекрытию соответствующих орбиталей атомов и наличию свободных электронов, способных участвовать в образовании связей. Важным фактором также является разность электроотрицательности атомов, которая влияет на полярность связей в молекулах.