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LCAO-Methode für homonukleare zweiatomige Moleküle

MO-Diagramm des O2-Moleküls

Besonders interessant sind die Verhältnisse beim O2-Molekül. Aus der Elektronenkonfiguration 2s22p4 sollte man nach der VB-Betrachtungsweise eigentlich eine Überlappung der beiden einfach besetzten 2p-Orbitale erwarten, die zu einer Doppelbindung führen würde:

Abb.1

Man weiß dagegen seit langem, dass molekularer Sauerstoff paramagnetisch ist. Die Anwendung der MO-Methode interpretiert Doppelbindungscharakter und Paramagnetismus völlig problemlos.

Abb.2
Energiediagramm (Termschema) des O2-Moleküls
Tab.1
Orbitalgeometrien

Die Einfachbesetzung der entarteten π*-MOs erklärt den Paramagnetismus. Der Bindungsgrad errechnet sich zu (8-4)/2 = 2. Die MO-Interpretation ist schlüssig, während die VB-Methode (Überlappung vorhandener AO's ohne Berücksichtigung antibindender Zustände) jeweils nur einen Aspekt erklären kann:

Abb.9

Der Aufbau des MO-Diagramms des F2-Moleküls kann entsprechend erfolgen. Es ergeben sich Einfachbindung und Diamagnetismus, die wiederum mit den Experimenten im Einklang stehen. Ein Ne2-Molekül ist dagegen, ebenso wie das He2-Molekül instabil, weil die Zahl der Elektronen in bindenden und antibindenden Zuständen gleich ist.

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