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Chemische Bindung: Molekülorbital-Theorie

Chemische Bindung: H4

Das H4-Molekül ist ein hypothetisches Molekül. Man könnte sich daher fragen, warum es hier als Beispiel ausgewählt wurde. Es gibt nur sehr wenige zweiatomige Moleküle. Die meisten interessanten Systeme sind größer. Das H4-Molekül ist das einfachste vieratomige Molekül. Der Vorteil theoretischer Untersuchungen ist, dass ein Molekül nicht im Kolben existieren muss, um daran physikalische Prinzipien zu erklären. Die Kenntnisse aus der Überlappung von vier s-Orbitalen lassen sich beispielsweise auf die von p-Orbitalen bei π-Systemen übertragen.

Bei zweiatomigen Molekülen ist die Geometrie nur vom Abstand der Atome abhängig. Beim H4-Molekül gibt es mehr Möglichkeiten. In diesem Kapitel werden die Molekülorbitale für lineares und cyclisches H4 aufgestellt.

Um das System mit den vier Atomen aufzustellen, nimmt man Vereinfachungen nach zwei wichtigen Grundregeln vor:

  1. Mit zunehmender Entfernung der Atomkerne voneinander nimmt die Stärke der Überlappung ihrer Atomorbitale ab. Zwischen Atomorbitalen, die unendlich weit voneinander entfernt sind, gibt es keine Überlappung und folglich auch keine Wechselwirkung.
  2. Die Wechselwirkung zweier Atomorbitale ist von deren Energiedifferenz abhängig. Je ähnlicher die Energie, desto größer ist die Wechselwirkung.
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