Anorganische Chemie
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Anorganische Chemie Anorganik ist mehr als nur Salze; hier gibt es Antworten auf Fragen rund um die "unbelebte Chemie" der Elemente und ihrer Verbindungen.

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Alt 27.09.2018, 22:52   #1   Druckbare Version zeigen
chemlab11  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 2
Molekülorbital Diagramme XeOF2

Hallo an alle,

Ich komme bei einem Molekülorbital Diagramm zu XeOF2 nicht zurecht. Zumal ich bisher keine erstellt habe mit drei verschiedenen Atomsorten. Wie viele p Orbital werden da von Xenon benutzt? Spielt das 5s-Orbital dabei eine Rolle? In vielen Stellen werden Fragmentorbitale genannt, ist hiermit das Fragment 0-F-F gemeint ?


Vielen Dank im voraus !
chemlab11 ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 28.09.2018, 10:20   #2   Druckbare Version zeigen
Nobby Männlich
Mitglied
Beiträge: 14.329
AW: Molekülorbital Diagramme XeOF2

So sieht es aus:

https://www.google.com/search?q=XeOF2&ie=utf-8&oe=utf-8&client=firefox-b
__________________
Vena lausa moris pax drux bis totis
Nobby ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 28.09.2018, 16:36   #3   Druckbare Version zeigen
NapalmDeath Männlich
Mitglied
Beiträge: 153
AW: Molekülorbital Diagramme XeOF2

Hi chemlab11,

ich finde solche MO-Diagramm Aufgaben für größere Moleküle mit mehreren Atomsorten immer ziemlich fragwürdig. Die Art der Darstellung eignet sich dafür meiner Meinung nach nicht sonderlich gut.

Meine Vorangehensweise in diesem Fall würde damit beginnen eine grundlegende Vereinfachung vorzunehmen: Keine pi-Bindungsanteile sind vorhanden. Ansonsten wird das ganze enorm unübersichtlich.

Zunächst muss man sich das grundlegende Bindungsmodell in XeOF2 klarmachen. Um im Einklang mit der Oktettregel zu bleiben würde man hier daher eine Xe-O Einfachbindung annehmen und eine schwächere 4e3c-Bindung der Fluor-Atome an das Xe-Zentralatom. Das führt zu der T-förmigen Struktur des Moleküls.

Die Xe-O-Einfachbindung lässt sich durch die Überlappung eines 2p-Orbitals vom O mit dem darauf zuweisenden 5p-Orbital des Xenons erreichen. Es entsteht dabei zusätzlich ein stark destabilisiertes antibindendes MO. Für die 4e-3c-Bindung wird von jedem F-Atom jeweils das p-Orbital benötigt, welches auf das Xe-Atom zeigt. Außerdem wird ein 5p-Orbital von Xe benötigt, das wiederum auf die zwei F-Atome zeigt. Lässt man diese drei Orbitale miteinander überlappen, entstehen 3 MOs, von denen eines bindend, eines nichtbindend und eines antibindende Eigenschaften hat. Damit hat man bereits die wesentlichen Anteile, die zur Bindung beitragen erschlagen.
Natürlich beteiligen sich auch die s-Orbitale an der Bindung im Molekül, allerdings wird das ganze hier schon etwas komplizierter. Aus den vier s-Orbitalen (Xe 5s, O 2s, zwei F 2s) die man wechselwirken lässt, müssen vier MOs entstehen. Wie genau diese aussehen lasse ich an dieser Stelle einmal offen, da diese Wechselwirkungen nicht unmittelbar mit der Bindungssituation (worauf die Aufgabe vermutlich hinauswill) zu tun hat.

Die übrigen Orbitale bleiben bei diesen vereinfachten Überlegungen nichtbindend. Dieses idealisierte MO-Schema hat nun aber ziemlich wenig mit der Realität zu tun, da es zum einen die pi-Bundungsanteile vernachlässigt. Man müsste also zusätzlich noch schauen, wie man die vorhandenen p-Orbitale untereinander überlappen lassen kann. Zum Anderen findet man immer einen gewissen Grad an Vermischung (Hybridisierung) von MOs gleicher Symmetrie vor.

Ich hoffe das hilft dir mal ein wenig. Bei weiteren Unklarheiten kannst du natürlich gerne weitere Fragen stellen. Ist nunmal ein relativ komplexes Thema.

Gruß,
Nico
NapalmDeath ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 29.09.2018, 13:52   #4   Druckbare Version zeigen
NapalmDeath Männlich
Mitglied
Beiträge: 153
AW: Molekülorbital Diagramme XeOF2

Zur Ergänzung: Aus eigenen Interesse habe ich mal versucht ein MO-Diagramm von XeOF2 anzufertigen (siehe hier). Es spiegelt die reale Situation im Molekül wieder, ohne die oben erwähnten Vereinfachungen, die didaktisch sinnvoll sein mögen. Das Diagramm basiert auf einer DFT-Rechnung (B3LYP/3-21g). Die Auflösung ist absichtlich so hoch gewählt, damit die einzelnen Orbitale genauer betrachtet werden können.

Aus den Orbital-Darstellungen kann man sich grob herleiten, welche Atomorbitale zu den jeweiligen MOs beitragen. Allerdings stellt man sehr schnell fest, dass der Computer wilde Linearkombinationen der AOs verwendet und dadurch nicht immer die gewohnten px-, py- und pz-Orbitale zum Vorschein kommen.
HOMO-13 bis HOMO-10 entsprechen den MOs, die aus den s-Orbitalen entstehen. Man beachte die zunehmende Destabilisierung, die mit einer höheren Anzahl an Knotenebenen einhergeht.
Der Orbitalsumpf zwischen -15 und -5 eV entspricht den MOs, die hauptsächlich aus p-Orbitalen aufgebaut sind. Das LUMO und HOMO-9 können der 4e3c-Bindung zugeschrieben werden. HOMO-7 würde der sigma-EInfachbindug Xe-O entsprechen. Was man allerdings ganz klar sieht ist, dass auch nicht vernachlässigbare pi-Bundungsanteile vorhanden sind. Das sieht man z.B. sehr deutlich an HOMO-8 oder HOMO-3.
NapalmDeath ist offline   Mit Zitat antworten
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Stichworte
diagramm, molekül, orbital, xenon

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