المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 10644 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
كزانيا
2024-07-08
محلول النشا (1%)
2024-07-08
محلول كلورامين-T (0.01 M)
2024-07-08
تحضير بارا-برومو اسيتانلايد Preparation of p-Bromoacetanilide
2024-07-08
تحضير الاستانلايد ومعوضاته Preparation of Acetanilide and its substituents
2024-07-08
تحضير كلورامين-T
2024-07-08

الأفعال التي تنصب مفعولين
23-12-2014
صيغ المبالغة
18-02-2015
الجملة الإنشائية وأقسامها
26-03-2015
اولاد الامام الحسين (عليه السلام)
3-04-2015
معاني صيغ الزيادة
17-02-2015
انواع التمور في العراق
27-5-2016

Molecular orbitals for ethene  
  
2405   06:19 مساءً   date: 21-9-2020
Author : University of Missouri System
Book or Source : Organic Chemistry ii
Page and Part : .................


Read More
Date: 11-7-2016 2977
Date: 17-1-2020 1154
Date: 19-7-2019 1096

Molecular orbitals for ethene

Simple description

Let’s first consider the pi bond in ethene from a simplified MO theory standpoint (in this example we will be disregarding the sigma bonds in the molecule, and thinking only about the π bond). We start with two atomic orbitals: one unhybridized 2p orbital from each carbon. Each contains a single electron. In MO theory, the two atomic combine mathematically to form two pi molecular orbitals, one a low-energy pi bonding orbital and one a high-energy pi* antibonding orbital.

fig2-2-2.png

Molecular orbitals for ethene (ethylene)

In the bonding pi orbital, the two shaded lobes of the p orbitals interact constructively with each other, as do the two unshaded lobes (remember, the arbitrary shading choice represents mathematical (+) and (-) signs for the mathematical wavefunction describing the orbital). There is increased electron density between the two carbon nuclei in the molecular orbital – it is a bonding interaction.

In the higher-energy antibonding pi* orbital, the shaded lobe of one p orbital interacts destructively with the unshaded lobe of the second p orbital, leading to a node between the two nuclei and overall repulsion between the carbon nuclei.

Again using the ‘building up’ principle, we place the two electrons in the lower-energy, bonding pi molecular orbital. The antibonding pi* orbital remains empty.

More detailed MO description of ethene

Molecular orbital theory has been very successfully applied to large conjugated systems, especially those containing chains of carbon atoms with alternating single and double bonds. An approximation introduced by Hü​ckel in 1931 considers only the delocalized p electrons moving in a framework of π

-bonds. This is, in fact, a more sophisticated version of a free-electron model.  For an introductory organic chemistry course we do not need to use all of Hü​ckel’s mathematics, but for those who like to probe deeper, a more detailed analysis is given here.

The simplest hydrocarbon to consider that exhibits π bonding is ethene (ethylene), which is made up of four hydrogen atoms and two carbon atoms. Experimentally, we know that the H–C–H and H–C–C angles in ethene are approximately 120°. This angle suggests that the carbon atoms are sp2 hybridized, which means that a singly occupied sp2 orbital on one carbon overlaps with a singly occupied s orbital on each H and a singly occupied sp2 lobe on the other C. Thus each carbon forms a set of thre  σ bonds: two C–H (sp2 + s) and one C–C (sp2 + sp2) (part (a) of Figure .1. below).

 

Figure .1. (a) The σ-bonded framework is formed by the overlap of two sets of singly occupied carbon sp2 hybrid orbitals and four singly occupied hydrogen 1s orbitals to form electron-pair bonds. This uses 10 of the 12 valence electrons to form a total of five σ bonds (four C–H bonds and one C–C bond). (b) One singly occupied unhybridized 2pz orbital remains on each carbon atom to form a carbon–carbon π bond. (Note: by convention, in planar molecules the axis perpendicular to the molecular plane is the z-axis.)

The Hückel approximation is used to determine the energies and shapes of the π molecular orbitals in conjugated systems. Within the Hückel approximation, the covalent bonding in these hydrocarbons can be separated into two independent “frameworks”: the σ-bonding framework and the the σ-bonding framework. The wavefunctions used to describe the bonding orbitals in each framework results from different combinations of atomic orbitals. The method limits itself to addressing conjugated hydrocarbons and specifically only π electron molecular orbitals are included because these determine the general properties of these molecules; the sigma electrons are ignored. This is referred to as sigma-pi separability and is justified by the orthogonality of σ and π orbitals in planar molecules. For this reason, the Hückel method is limited to planar systems. Hückel approximation assumes that the electrons in the π bonds “feel” an electrostatic potential due to the entire σ-bonding framework in the molecule (i.e. it focuses only on the formation of π bonds, given that the bonding framework has already been formed).




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .