نظرية المدار الجزيئي (MO)، هي أحدى النظريات المستخدمة في الكيمياء للعمل على تشكيل الرابطة الكيميائية، سواء كانت متجانسة النواة أو كانت غير متجانسة النوى.
نظرية المدارات الجزيئية (Molecular Orbitals Theory)
- تنشأ كل من المدارات الجزيئية MO من التفاعلات بين مدارات المراكز الذرية في الجزيء، وهذه التفاعلات هي كالتالي:
- مسموحة Allowed: وذلك إذا كان تناظر أو تماثل (symmetries) المدارات الذرية متوافق مع بعضها البعض.
- فعالة Efficient: وذلك يكون إذا كانت منطقة التداخل بين المدارات الذرية مهمة.
- فعالة Efficient: وذلك إذا كانت طاقة المدارات الذرية نسبيًا قريبة من بعضها البعض.
- يجب أن يساوي عدد المدارات الجزيئية MOs التي يمكن تشكيلها عدد المدارات الذرية للذرات المكونة.
- يمكن الحصول على وصف تقريبي للمدارات الجزئية لجزيء الهيدروجين H2 من خلال اعتبارها مجموعات خطية من المدارات الذرية (LCAOs).
- يحدث الترابط الكيميائي عندما تتجاوز قوى الجذب الصافية بين إلكترون ونواتين قوى التنافر الكهروستاتيكي بين النواتين، ولكي يحدث هذا، يجب أن يكون الإلكترون في منطقة من الفضاء نسميها منطقة الربط، وعلى العكس من ذلك، إذا كان الإلكترون بعيدًا عن جانب واحد، في منطقة مضادة للربط (anti-binding region)، فإنه في الواقع يضيف إلى قوى التنافر بين النواتين مما يساعد في دفعهما بعيدًا.
- أن أسهل طريقة لتصور المدار الجزيئي هي البدء بتصوير ذرتين منفصلتين ومدارات الإلكترون التي سيكون لكل منها على حدة، وهذه ليست سوى مدارات الذرات المنفصلة في حد ذاتها، والتي نفهمها بالفعل، سنحاول بعد ذلك التنبؤ بالطريقة التي تتفاعل بها هذه المدارات الذرية بينما نحرك الذرتين تدريجيًا بالقرب من بعضهما البعض، وأخيرًا، سنصل إلى نقطة ما حيث تتطابق في هذه النقطة المسافة النووية الداخلية مع تلك الموجودة في الجزيء الذي نقوم بدرسته، حيث أنه ستكون المدارات المقابلة بعد ذلك عبارة عن المدارات الجزيئية للجزيء الجديد.
الترابط في He2 و Li2 و Be2
- في الممارسة العملية، وجد أن عنصر الهيليوم لا يشكل He2، وعندما تم بناء مخطط MO لـ He2، وجد أنه يتوافق مع هذه الملاحظة.
- تتنبأ المدارات الجزيئية MO لليثيوم Li2 أنه غير مغناطيسي، حيث وجد أن ذلك متناسق مع البيانات التجريبية، تعطي نظرية bond order MO مقداره 1 لـ Li2.
- يحتوي البريليوم Be2 على إلكترونين أكثر من Li2 وهما يشغلان المدارات الجزئية σ* (2s) MO، وبالتالي يكون bond order المتوقع في Be2 يساوي صفرًا.
- في كلا من Li2 و Be2، ليس من الضروري تضمين المدارات الذرية الأساسية (1s) من أجل الحصول على صورة ارتباط مفيدة.
