Многоатомные молекулы

К многоатомным молекулам применимы те же принципы, что и к двухатомным, однако с увеличением числа атомов в молекуле увеличивается число комбинируемых атомных орбиталей, различающихся как по форме, так и по энергии. Не участвуют в образовании связей электроны, находящиеся на завершенных энергетических уровнях(однако на их долю приходится большой запас энергии), часть валентных электронов, находящихся на несвязывающих молекулярных орбиталях. В многоатомной молекуле наряду с нелокализованными молекулярными орбиталями, охватыващими несколько ядер могут быть и локализованные, охватывающие только два ядра. Таким образом, молекула представляет сложную систему, и поэтому необходимо учитывать большое число факторов, влияющих на полную молекулярную волновую функцию.

Для некоторого упрощения принято для многоатомных молекул молекулярную орбиталь рассматривать как состоящую из орбитали центрального атома и так называемой групповой орбитали. Групповая орбиталь представляет собой результат комбинации орбиталей периферических атомов (лигандов).

Рис.23 Молекулярные орбитали в Н₂О

Рассмотрим трёхатомную молекулу Н₂О. Она имеет угловую форму. Роль центрального играет атом кислорода, а атомы водорода—роль лигандов. Молекулярные орбитали Н₂О образуются за счёт 2s- и

2p- орбиталей кислорода и 1s-орбиталей двух атомов водорода. Перекрывание 2p_z- орбиталей атома кислорода и 1s-орбиталей двух атомов водорода приводит к образованию молекулярных орбиталей: связывающей σ_z и разрыхляющей σ_z*.Перекрывание 2s- и 2p_x­- орбиталей приводит к образованию связывающей σ_s и разрыхляющей σ_s* орбиталей. Орбиталь 2p_y не перекрывается и в молекуле Н₂О играет роль несвязывающей. Таким образом, комбинация четырёх атомных орбиталей кислорода и двух орбиталей атомов водорода приводит к образованию двух связывающих(σ_s и σ_z), двух несвязывающих(σ_x^о и π_y^о) и двух разрыхляющих(σ_s* и σ_z*) молекулярных орбиталей (рис.23).

(Метод молекулярных орбиталей применительно к комплексным соединениям см главу Комплексные соединения)