lobes van p-orbitalen

jana_CF

Er is iets waar ik geen vat op kan krijgen..

die p-orbitalen, waarom is er een positieve en een negatieve lobe? In lessen algemene scheikunde is er nooit zo op in gegaan, en blijkbaar is het voor organische chemie wel belangrijk (maar ik weet dus niet waarom 8-[

voel me wel een beetje dom want volgens de prof organische is dat basiskennis, maar dit is het eerste wat ik ervan hoor (onze cursus organische staat vol met gekleurde lobes van p-orbitalen, in verbindingen, en het zou belangrijk zijn maar ik zie niet in waarom)

Zelf heb ik net wat opzoekingswerk gedaan, ik vind niet zoveel in m'n boek van algemene scheikunde, enkel dat het een wiskundig teken is (dus volgens de as waarop het orbitaal ligt) en geen lading. (door de wiskundige golffunctie dus)

ik dacht ook dat het misschien volgens de molecular orbital theorie de bindende orbitalen en de antibindende zouden kunnen zijn? maar ik denk dat ik nu een beetje in de war ben..

wat is dus het uiteindelijke belang van deze tekens in organische chemie? Ik ben niet mee met de redenering..

DrQuico

Het teken van de lobes van p-orbitalen heeft een wiskundige origine, maar in de praktijk gebruik je deze om te bepalen of er overlap (binding) mogelijk is. Enkel atomaire orbitalen met hetzelfde teken kunnen constructieve overlap vertonen, wat wil zeggen dat orbitalen hetzelfde teken moeten hebben om een binding aan te gaan.

Kijk maar eens naar een plaatje van de bindende (HOMO) en antibindende (LUMO) orbitalen van etheen. Bij het bindende orbitaal hebben de lobes van de p-orbitalen hetzelfde teken aan iedere kant. Dit geeft de binding. De combinatie waarbij de lobes een tegengesteld teken hebben is er geen overlap mogelijk en kan er geen bindende combinatie gevormd worden. Dit wordt de antibindende orbitaal.

rwwh

Tussen plus en min zit altijd een nul. Daarom kan er geen overlap plaatsvinden tussen verschillende tekens!

De orbitalen zijn een visualisatie van de "golffunctie" van de elektronen. De waarschijnlijkheid ergens een elektron aan te treffen is het kwadraat van de golffunctie. Het kwadraat maakt geen verschil tussen plus en min, dus daar zit geen probleem. Wel is er dus altijd die nul, die ervoor zorgt dat er een vlak is waar geen elektronen kunnen zitten. Ze kunnen toch wel van de ene naar de andere kant, alleen is dat minder makkelijk.

jana_CF

8-[ het begint geloof ik wat door te sijpelen.....

dus toch iets met die antibindende en bindende orbitalen, het is gewoon wiskunde!

maar toch nog iets:

hoe kun je weten dat bij pakweg etheen de p-orbitalen die tekens zullen hebben? is er een regel voor? zoals: je hebt 3 sp² orbitalen en dus is er nog 1 p-orbitaal over(loodrecht op de andere 3) waar staan de tekens van het p-orbitaal dan?

ik weet nu wel dat er een dubbele binding moet gevormd worden, dus moeten ze dezelfde tekens hebben, maar hoe kun je het weten als je complexere moleculen wilt verklaren?

edit: heeft dit dan misschien met die richting van de as (x, y of z) te maken? en hoe weet je dan welk p-orbitaal er over blijft?

hoe meer ik erover nadenk, hoe moeilijker het wordt

jana_CF

niemand?

ben ik het misschien allemaal te ver aan het zoeken?

weet iemand misschien een site (of een boek, ik heb zumdahl chemical principles en mcmurry organic chemistry liggen) waar dit in uitgelegd staat?

alle hulp is welkom

cheerz

DrQuico

jana schreef: hoe kun je weten dat bij pakweg etheen de p-orbitalen die tekens zullen hebben? is er een regel voor? zoals: je hebt 3 sp² orbitalen en dus is er nog 1 p-orbitaal over(loodrecht op de andere 3) waar staan de tekens van het p-orbitaal dan?

Of je het te ver aan het zoeken bent weet ik zo niet, maar interesse kan natuurlijk nooit kwaad.

Wanneer je uit atomaire p-orbitalen moleculaire pi-orbitalen gaat maken kun je verschillende combinaties maken.

n AO -> n MO

Dat wil zeggen dat je bij combinatie van n atomaire orbitalen altijd n moleculaire orbitals krijgt. Bij etheen combineer je 2 p-AO's en krijg je 2 pi-MO's, eentje waarbij de tekens aan één kant hetzelfde zijn en eentje waarbij de tekens tegengesteld zijn. Bij de laatste zit een zogenaamd knoopvlak tussen de lobes. Nu is de algemene regel zo dat de MO met de minste knoopvlakken het laagst in energie is. De twee electronen komen terecht in de MO met de laagste energie en dat is de gene waarbij de tekens aan iedere kant hetzelfde zijn.

plaatje:

Afbeelding

Je ziet hier twee energieniveau's van de pi-binding en tevens twee energieniveau's van de sigma-binding

Voor grotere pi-systemen gebruik je meer AO's en krijg je dus meer MO's. Bij benzeen combineer je 6 p-AO's tot 6 pi-MO's. De MO met de laagste energie heeft geen knoopvlakken (de tekens aan één kant zijn allemaal hetzelfde) en de MO met de hoogste energie heeft tussen ieder atoom een knoopvlak. Probeer ze alle 6 maar eens te tekenen. Deze kun je vervolgens vullen met de 6 pi-electronen van benzeen.

Helpt dit?

[edit] plaatje erbij

jana_CF

hmm, kzal in het weekend eens op mn gemak tekenen aan die orbitalen van benzeen

de MO theorie wel gezien maar nooit voor "complexere" moleculen dan H₂ en O₂

(en al helemaal niet met tekens)

in elk geval bedankt voor het uitleggen!

ik laat het wel weten als ik er niet uitkom 8-[

jana_CF

Tussen plus en min zit altijd een nul.

zijn dit dan die knoopvlakken?

bij benzeen snap ik nog niet goed waarom er bij ψ₃ en Ψ₄^* knoopvlakken door 2 C atomen gaan. (waarom 2?)

dat staat zo in m'n boek maar er staat niet waarom..

waarom net daar?, ik snap al dat hoe hoger de energie wordt, hoe meer knoopvlakken, maar ψ₂ en ψ₃ zijn gedegenereerd, hoe komt het dat het enkel bij de derde is?

8-[

en waarom ook geen knoopvlak in ψ₅^*? (die is toch ook ontaard met ψ₄^* ?)

ik snap dit echt nog steeds niet goed, ik zou het graag wat beter bevatten

toch al bedankt voor jullie moeite, ik hoop dat het niet hopeloos is

rwwh

rwwh schreef:Tussen plus en min zit altijd een nul.
zijn dit dan die knoopvlakken?

Precies. Als je een stuk van de 3D ruimte positief maakt, en een ander deel negatief, dan zit daar (voor een continue functie) een vlak tussen dat een waarde nul heeft. Zo'n vlak heet een knoopvlak (net als voor een gewone staande golf). Voor eenvoudige atoom-orbitalen hebben die de vorm van bollen (bijvoorbeeld : 2s) rechte vlakken (bijvoorbeeld 2p) of kegels (bijvoorbeeld 3dz²).

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

lobes van p-orbitalen

lobes van p-orbitalen

Re: lobes van p-orbitalen

Re: lobes van p-orbitalen

Re: lobes van p-orbitalen

Re: lobes van p-orbitalen

Re: lobes van p-orbitalen

Re: lobes van p-orbitalen

Re: lobes van p-orbitalen

Re: lobes van p-orbitalen