आणविक कक्षक सिद्धांत

आणविक कक्षक सिद्धांत एक अणु में इलेक्ट्रॉनों का वर्णन करता है जो सभी परमाणुओं पर फैले कक्षकों पर कब्जा करते हैं, जो परमाणु कक्षकों को बंधनकारी और प्रतिबंधनकारी अवस्थाओं में संयोजित करके निर्मित होते हैं।

Definition

आणविक कक्षक सिद्धांत एक क्वांटम-रासायनिक मॉडल है जिसमें इलेक्ट्रॉन आणविक कक्षकों पर कब्जा करते हैं, जो आमतौर पर परमाणु कक्षकों के रैखिक संयोजनों के रूप में निर्मित होते हैं, जो पूरे अणु में फैले होते हैं और इसके बंधन और गुणों को निर्धारित करते हैं।

Scope

यह विषय बंधन के आणविक कक्षक विवरण को शामिल करता है: परमाणु कक्षकों का रैखिक संयोजन, बंधनकारी और प्रतिबंधनकारी आणविक कक्षकों का निर्माण, और बंधन क्रम, चुंबकीय व्यवहार और स्थिरता देने के लिए आणविक इलेक्ट्रॉन विन्यास का निर्माण। इसमें द्विपरमाणुक और सरल बहुपरमाणुक अणुओं, सिग्मा और पाई कक्षकों, कक्षक अतिव्यापन और ऊर्जा के बीच संबंध, और कक्षीय समरूपता और सीमांत कक्षक जैसे गुणात्मक उपकरणों का उपचार शामिल है। सामान्य परिवर्तनशील मशीनरी और स्व-सुसंगत हार्ट्री-फॉक विधि को विधियों के विषय में वर्णित किया गया है।

Core questions

• आणविक कक्षकों का निर्माण परमाणु कक्षकों के संयोजनों के रूप में कैसे किया जाता है?
• बंधनकारी और प्रतिबंधनकारी कक्षक में क्या अंतर है, और वे स्थिरता को कैसे प्रभावित करते हैं?
• आणविक कक्षकों के अधिभोग से बंधन क्रम कैसे प्राप्त होता है?
• आणविक कक्षक सिद्धांत ऑक्सीजन जैसे अणुओं के चुंबकत्व की व्याख्या कैसे करता है?

Key concepts

• परमाणु कक्षकों का रैखिक संयोजन
• बंधनकारी और प्रतिबंधनकारी कक्षक
• बंधन क्रम
• सिग्मा और पाई कक्षक
• सीमांत कक्षक (HOMO और LUMO)

Key theories

आणविक कक्षकों का LCAO निर्माण

आणविक कक्षकों को परमाणु कक्षकों के भारित योग के रूप में अनुमानित किया जाता है; रचनात्मक संयोजन नाभिकों के बीच इलेक्ट्रॉन घनत्व को केंद्रित करते हैं ताकि बंधनकारी कक्षक बन सकें, जबकि विनाशकारी संयोजन नोड्स और प्रतिबंधनकारी कक्षक बनाते हैं।

औफबाऊ भरण और बंधन क्रम

पाउली सिद्धांत और हुंड के नियम के अनुसार बढ़ती ऊर्जा के क्रम में आणविक कक्षकों को भरने से इलेक्ट्रॉन विन्यास प्राप्त होता है, जिससे बंधन क्रम, बंधनकारी इलेक्ट्रॉन युग्मों की शुद्ध संख्या और चुंबकीय गुण प्राप्त होते हैं।

Clinical relevance

आणविक कक्षक सिद्धांत बंधन की शक्तियों, रंगों, चुंबकत्व और प्रतिक्रियाशीलता की व्याख्या करता है, प्रतिक्रिया चयनात्मकता के बारे में सीमांत-कक्षीय तर्क का आधार है, और रंगों, अर्धचालकों, फोटोवोल्टिक सामग्रियों और संयुग्मित दवा अणुओं के डिजाइन का मार्गदर्शन करता है।

History

आणविक कक्षक सिद्धांत को 1920 के दशक के अंत से हुंड और मुलिकेन द्वारा पॉलिंग के संयोजकता बंधन सिद्धांत के विकल्प के रूप में विकसित किया गया था; 1930 के दशक में संयुग्मित पाई प्रणालियों का हुकेल का उपचार और फुकुई के बाद के सीमांत-कक्षीय विचार और वुडवर्ड-हॉफमैन नियम ने इसे प्रतिक्रियाशीलता को समझने के लिए केंद्रीय बना दिया।

Key figures

• Robert S. Mulliken
• Friedrich Hund
• Erich Huckel

Seminal works

• mcquarrie1997
• levinequantum2014

Frequently asked questions

आणविक कक्षक सिद्धांत यह क्यों भविष्यवाणी करता है कि ऑक्सीजन चुंबकीय है?

ऑक्सीजन अणु के आणविक कक्षकों को भरने से दो इलेक्ट्रॉन अपभ्रष्ट प्रतिबंधनकारी पाई कक्षकों में अयुग्मित रह जाते हैं, जिससे यह अनुचुंबकीय हो जाता है; यह सफलता, जिसे सरल इलेक्ट्रॉन-युग्म चित्र नहीं समझ पाते हैं, सिद्धांत की प्रारंभिक विजय थी।

HOMO और LUMO क्या हैं, और वे क्यों महत्वपूर्ण हैं?

वे उच्चतम अधिकृत और निम्नतम अनाधिकृत आणविक कक्षक हैं; क्योंकि प्रतिक्रियाएं और इलेक्ट्रॉनिक उत्तेजनाएं आमतौर पर इन सीमांत कक्षकों को शामिल करती हैं, उनकी ऊर्जाएं और आकार एक अणु की प्रतिक्रियाशीलता, रंग और इलेक्ट्रॉनिक व्यवहार को दृढ़ता से प्रभावित करते हैं।