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LCAO-Methode für heteronukleare zweiatomige Moleküle

MO-Diagramm des HF-Moleküls

Als Beispiel für ein einfaches zweiatomiges Molekül, bei dem die Orbitale unterschiedlicher Nebenquantenzahlen kombinieren, soll das HF-Molekül betrachtet werden.

Abb.1
Orbitalgeometrien und Energiediagramm (Termschema) des HF-Moleküls

Der Wasserstoff stellt für die Bindung sein 1s-Orbital zur Verfügung. Eine Kombination mit dem 2s-Orbital des Fluors verbietet sich wegen der großen Energiedifferenz, so dass das Wasserstoff-1s- mit einem Fluor-2p-Orbital kombiniert und ein bindendes σsp- sowie ein antibindendes σ sp * -MO entstehen. Die beiden weiteren 2p-Orbitale können aus Symmetriegründen nicht kombinieren. Sie nehmen an der Bindung nicht teil, verbleiben annähernd auf ihrem Energieniveau und werden dann, wie auch das 2s-Orbital, als nichtbindende Orbitalenb, σnb) bezeichnet.

Nach der VB-Methode wäre das Zustandekommen des HF-Moleküls zu interpretieren als Überlappung des Wasserstoff-1s- mit einem einfach besetzten Fluor-2p-Orbital. Die freien Elektronenpaare befinden sich dann im 2s- und den beiden übrigen 2p-Orbitalen.

Abb.2

Das Wasserstoff-1s-Orbital liegt energetisch vom σ-MO weiter entfernt als das Fluor-2p-Orbital. Dies bedeutet wiederum, dass sich die Bindungselektronen des σ-MO bevorzugt beim Fluor aufhalten. Fluor zieht die Bindungselektronen stärker an als der Wasserstoff, ist also das elektronegativere Element. Eine solche unsymmetrische Bindung bezeichnet man als polarisierte kovalente Bindung. Die ungleichmäßige Ladungsverteilung führt dazu, dass sich das Molekül als elektrischer Dipol verhält, das heißt, es besitzt ein positiv und ein negativ teilgeladenes Ende.

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