Allgemeine Chemie
Buchtipp
Basiswissen Chemie
M. Wilke
19.90 €

Buchcover

Anzeige
Stichwortwolke
forum

Zurück   ChemieOnline Forum > Naturwissenschaften > Chemie > Allgemeine Chemie

Hinweise

Allgemeine Chemie Fragen zur Chemie, die ihr nicht in eines der Fachforen einordnen könnt, gehören hierher.

Anzeige

Antwort
 
Themen-Optionen Ansicht
Alt 13.06.2009, 15:32   #1   Druckbare Version zeigen
julee weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 20
molekülorbitaltheorie

hallo!
ich habe mal wieder ein paar "anfängerfragen". ich arbeite mich gerade durch die molekülorbitaltheorie und so insgesamt scheine ich sie auch zu verstehen-glaube ich.
ich habe nur noch ein paar fragen. ich kann mir manches nicht so ganz vorstellen.
erstmal zu den atomorbitalen. da ist ja das 2s-orbital, das wie das 1s Orbital kugelförmig ist. heißt das, dass sich diese zwei orbitale "überschneiden"? ist also das Innere des 2s Orbital gleichzeitig auch das 1s orbital? bzw. überschneiden sich im grunde bei größeren atommen alle orbitale?
nun zur mo: bei zwei h-atomen entsteht ja eine sigma-bindung, also ein bindendes molekülorbital und wie ich gelesen habe auch ein antibindendes mo. aber warum? die zwei h-atome haben doch nur zwei elektronen?! warum kann es eine konstruktive und eine destruktive interferenz gleichzeitig geben, obwohl nur zwei elektronen.
noch eine andere frage: wenn zwei p-orbitale überlappen können sie das entweder kopf-an-kopf oder seitlich. warum? und woher weiß ich, ob gegenphasig oder nicht?
ich hoffe mir kann irgendjemand einen tipp geben oder eine quelle, die die grundlagen verständlich und auf einfachem niveau erklärt.
vielen dank!
julee ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.06.2009, 16:02   #2   Druckbare Version zeigen
PyroOne Männlich
Mitglied
Beiträge: 17
AW: molekülorbitaltheorie

Hallo,
Wenn es 2 besetzte s-Orbitale gibt, dann überlappen die Orbitale schon. Aber die Aufenthaltswahrscheinlichkeit für die Elektronen des 2s-Orbitals ist weiter vom Kern entfernt als die des 1s-orbitals.
Bei der H-H Bindung gibt es kein antibindendes MO. Das bindende MO ist ja mit den 2 gepaarten Elektronen besetzt, das antibindende MO aber mit keinem einzigen. Wenn das Orbital gar nicht besetzt ist existiert es ja gar nicht. Ein Orbital gibt ja nur die Aufenthaltswahrscheinlichkeit der Elektronen an.
PyroOne ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.06.2009, 17:08   #3   Druckbare Version zeigen
julee weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 20
AW: molekülorbitaltheorie

ich muss glaub ich einfach an aufenthaltswahrscheinlichkeit denken und nicht an feste bereiche,die besetzt werden müssen.
kannst du mir dann vielleicht noch erklären, warum es bei zwei h-atomen sowohl die konstruktive und destruktive interferenz gibt? wann sind atome gegenphasig und wann nicht?
julee ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 13.06.2009, 17:17   #4   Druckbare Version zeigen
zyp weiblich 
Mitglied
Beiträge: 438
AW: molekülorbitaltheorie

Zitat:
Zitat von PyroOne Beitrag anzeigen
Bei der H-H Bindung gibt es kein antibindendes MO. Das bindende MO ist ja mit den 2 gepaarten Elektronen besetzt, das antibindende MO aber mit keinem einzigen. Wenn das Orbital gar nicht besetzt ist existiert es ja gar nicht. Ein Orbital gibt ja nur die Aufenthaltswahrscheinlichkeit der Elektronen an.
Wenn im wald ein Baum fällt und keiner ist da - gibt es dann ein geräusch?
Ist so ein bisschen ein philosophisches Problem...ich sage ganz klar, dass es ein geräusch gibt, ega ob jemand da ist es zu hören oder nicht. Genauso glaube ich eigentlich dass, wenn man etwas besetzen kann es auch existent sein muss - selbst wenn es nicht besetzt ist.

Das antibindende Orbital stellt einen energetischen Zustand dar. Wenn auch nicht besetzt so stellt es eine Möglichkeit dar. Diese Option gibt es für das Elektron auch wenn es sich im enegetisch günstigerem bindenden sigma-MO befindet
zyp ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 14.06.2009, 16:54   #5   Druckbare Version zeigen
Paleiko Männlich
Mitglied
Beiträge: 2.210
AW: molekülorbitaltheorie

Orbitale sind keine besetzbaren Volumina a la Milchkanne und Co, sondern Zustände von Teilchen. Wenn der Zustand nicht besetzt ist, ist da auch nix. Auch keine Milchkanne.
Paleiko ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 15.06.2009, 20:51   #6   Druckbare Version zeigen
Paleiko Männlich
Mitglied
Beiträge: 2.210
AW: molekülorbitaltheorie

Ich würde es so sehen: Man kann leere Orbitale als dem betrachteten Zustand nahe liegende Zustände sehen, die bei Besetzung wahrscheinlich in ähnlicher Form vorhanden sein werden. Für solche Überlegungen ist der Durchschnittschemiker aber eher zu faul und/oder zu anwendungsorientiert.
Paleiko ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 16.06.2009, 12:16   #7   Druckbare Version zeigen
Sponk Männlich
Mitglied
Beiträge: 966
AW: molekülorbitaltheorie

Die Existenz von unbesetzten Orbitalen zu diskutieren halte ich für Wortklauberei.

Zitat:
Zitat von zyp Beitrag anzeigen
Wenn im wald ein Baum fällt und keiner ist da - gibt es dann ein geräusch?
Ist so ein bisschen ein philosophisches Problem...ich sage ganz klar, dass es ein geräusch gibt, ega ob jemand da ist es zu hören oder nicht. Genauso glaube ich eigentlich dass, wenn man etwas besetzen kann es auch existent sein muss - selbst wenn es nicht besetzt ist.
Ich stimme zyp tendenziell zu, und zwar aus folgendem Grund: Über die Schrödingergleichung kann man prinzipiell Geometrie und Energieeigenwert aller Orbitale für eine jeweils feste Elektronenverteilung berechnen - unabhängig davon ob sie nun besetzt sind oder nicht.

Zitat:
Zitat von Paleiko Beitrag anzeigen
Orbitale sind keine besetzbaren Volumina a la Milchkanne und Co, sondern Zustände von Teilchen. Wenn der Zustand nicht besetzt ist, ist da auch nix. Auch keine Milchkanne.
Genau hier setzt jedoch für mich die Frage nach dem was als "existent" bezeichnet werden soll ein (insbesondere auf subatomarer Ebene!): Ich weiß quasi genau wie meine Milchkanne einmal aussehen wird - um bei diesem Bild zu bleiben - auch wenn sie im Grundzustand des Systems noch nicht zu bemerken ist (und ich verwende hier bewusst nicht den Ausdruck "existent ist").

Ich habe den Eindruck an dieser Stelle beißt sich Schrödingers Katze in den Schwanz... und halte es deshalb für Wortklauberei.
Sponk ist offline   Mit Zitat antworten
Anzeige
Alt 16.06.2009, 15:51   #8   Druckbare Version zeigen
ehemaliges Mitglied  
nicht mehr Mitglied
Beiträge: n/a
AW: molekülorbitaltheorie

@ julee

ich denke, Du musst den letzten Bemerkungen nicht folgen, um ein vernünftiges Verständnis der MO Theorie zu bekommen. Was möglicherweis noch nicht für Dich ausreichend beantwortet worden ist:

Zitat:
nun zur mo: bei zwei h-atomen entsteht ja eine sigma-bindung, also ein bindendes molekülorbital und wie ich gelesen habe auch ein antibindendes mo. aber warum? die zwei h-atome haben doch nur zwei elektronen?!
MO's sind Lösungen der sogenannaten Schrödingergleichung für das entsprechende Molekül, in diesem Fall H2. Das sind mögliche Zustände, die die Elektronen sozusagen "bilden" bzw. einnehmen können. In einem Fall ist das "günstig", die Gesamtenergie senkt sich ab, im anderen Fall ist das ungünstig, die Gesamtenergie steigt an und das Molekül "ist besser dran" :-), wenn es dissoziiert, d. h. wenn Du die Elektronen ins antibindende MO anregst, wird dein Wasserstoffmolekül in Wasserstoff-Radikale zerfallen.

Zitat:
noch eine andere frage: wenn zwei p-orbitale überlappen können sie das entweder kopf-an-kopf oder seitlich. warum? und woher weiß ich, ob gegenphasig oder nicht?
1. Du kannst die AO's geometrisch kombinieren, wie es möglich ist. Beim Cyclopropan hast Du z.B. ein Sonderfall der AO-Überlappung, siehe beispielsweise http://de.wikipedia.org/wiki/Cyclopropan.
2. 2 mögliche Anordnungen --> "2 MO's" (In Anführungszeichen deswegen, weil sich die MO's aus allen AO's des Moleküls zusammensetzen, aber so kann man sich dasplausibel machen). Wiederum würden die enstehenden "MO's" sich energetisch unterscheiden.

Versuch doch mal, aus den 6 p-Orbitalen des Kohlenstoffs im Benzol verschiedene Kombinationen zu bilden. Du wirst sehen, dass die resultierenden MO's auch wirklich "gibt".


Um meinen Senf zur laufen Diskussion beizutragen:

Zitat:
Zitat von ehemaliges Mitglied Beitrag anzeigen
Genau das kann man m.E. eben nicht. Denn die Berechnung geht von einer bestimmten Zahl von Elektronen aus. Kommt ein weiteres Elektron hinzu, so verschieben sich sämtliche Orbitale. Es macht also keinen Sinn von nicht bestzten Orbitalen zu sprechen, denn sie haben ja gar keine Bedeutung. Denn wird eines dieser vermeintlich existierenden, unbesetzten Orbitale besetzt, so hat dieses nunmehr besetzte Orbital eine andere Energie als das vermeintlich schon vorher existierende, noch nicht besetzte Orbital.
Wenn Sie quantenchemisch Rechnungen meinen, dort wählt man entsprechend die Basisfunktionen, die im Raum plaziert werden. Virtuelle MO's (nicht besetzte Orbitale) ergeben sich dann. Die haben sehr wohl Bedeutung. Sie können natürlich dorthin anregen etc. --> Hervoragende Ausgangsbasis für z. B. UV/Vis Spektroskopie (S1 Zustand etc. haben sie sofort quantifiziert).
Auch wenn Sie die Anzahl der Elektronen ändern, können Sie möglicherweise mit Ihren Orbitalenergien im berechneten System etwas anfangen siehe beispielsweise Koopmanstheorem.

Unbesetzte MO's sind dennoch Lösungen, in denen sich die Elektronen "teilweise" aufhalten, darauf fußen ja gerade die Korrelationsmethoden, ganz besonders die CI Entwicklungen.

Grüße John
  Mit Zitat antworten
Alt 16.06.2009, 16:43   #9   Druckbare Version zeigen
Sponk Männlich
Mitglied
Beiträge: 966
AW: molekülorbitaltheorie

Zitat:
Zitat von ehemaliges Mitglied Beitrag anzeigen
Kommt ein weiteres Elektron hinzu, so verschieben sich sämtliche Orbitale.
Es muss ja kein Elektron hinzukommen, es kann ja von einem niedrigeren Energieniveau in ein höheres Energieniveau angeregt werden. Eine Relaxation des Systems erfolgt erst nach der Anregung!

Ganz unabhängig davon wollte ich viel mehr darauf hinweisen, dass die Diskussion mit der Begrifflichkeit "des Existierens" steht und fällt. Wir reden hier von Modellen, inwiefern beschreiben die denn überhaupt eine Realität?

Zitat:
Zitat von John Beitrag anzeigen
@ julee

ich denke, Du musst den letzten Bemerkungen nicht folgen, um ein vernünftiges Verständnis der MO Theorie zu bekommen.
Stimmt!
Sponk ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 16.06.2009, 23:25   #10   Druckbare Version zeigen
arnoldbou Männlich
Mitglied
Beiträge: 67
AW: molekülorbitaltheorie

Zitat:
Zitat von Sponk Beitrag anzeigen
Ganz unabhängig davon wollte ich viel mehr darauf hinweisen, dass die Diskussion mit der Begrifflichkeit "des Existierens" steht und fällt. Wir reden hier von Modellen, inwiefern beschreiben die denn überhaupt eine Realität?



Stimmt!
Womit wir mitten in der Philosophie und bei Platos Höhlengleichnis gelandet wären.
arnoldbou ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 16.06.2009, 23:35   #11   Druckbare Version zeigen
Paleiko Männlich
Mitglied
Beiträge: 2.210
AW: molekülorbitaltheorie

Ich halte es für schwierig, die Vorgehensweise bei Korrelationsmethoden rückwirkend physikalisch in Form von Aufenthaltswahrscheinlichkeiten zu interpretieren. Man gleich in meinen Augen einfach mathematisch grundlegende Schwächen der vorhandenen Modelle aus, indem man mehr oder weniger stumpf die Basis in einer etwas situationsangepassteren Weise als mit den AO-Basisfunktionen vergrößert.

Das Koopmansche Theorem profitiert z.B. auch viel von Fehlerkompensation.
Paleiko ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 17.06.2009, 08:38   #12   Druckbare Version zeigen
zweiPhotonen  
Mitglied
Beiträge: 7.407
Blog-Einträge: 122
nur ein Kommentar

Hallo,
das möchte ich so nicht stehen lassen:
Zitat:
Zitat von John
Virtuelle MO's ... Die haben sehr wohl Bedeutung. Sie können natürlich dorthin anregen etc. --> Hervoragende Ausgangsbasis für z. B. UV/Vis Spektroskopie (S1 Zustand etc. haben sie sofort quantifiziert).
Zitat:
Zitat von John
Unbesetzte MO's sind dennoch Lösungen, in denen sich die Elektronen "teilweise" aufhalten, darauf fußen ja gerade die Korrelationsmethoden, ganz besonders die CI Entwicklungen.
Weil es nicht richtig ist.

Das
Zitat:
Zitat von Paleiko
die Vorgehensweise bei Korrelationsmethoden rückwirkend physikalisch in Form von Aufenthaltswahrscheinlichkeiten zu interpretieren. Man gleich in meinen Augen einfach mathematisch grundlegende Schwächen der vorhandenen Modelle aus, indem man mehr oder weniger stumpf die Basis in einer etwas situationsangepassteren Weise als mit den AO-Basisfunktionen vergrößert.
fasst die Bedeutung virtueller MO's in quantenmech. Rechnungen wesentlich besser zusammen.

Zitat:
Zitat von John
Auch wenn Sie die Anzahl der Elektronen ändern, können Sie möglicherweise mit Ihren Orbitalenergien im berechneten System etwas anfangen siehe beispielsweise Koopmanstheorem.
Das gilt nur sehr eingeschränkt, z.B. für Ionisierungsenergien (-e-), aber nicht für Elektronenaffinitäten (+e-).

Grüße
Wolfgang
__________________
Wenn es einfach wäre, hätte es schon jemand gemacht!

I said I never had much use for it. Never said I didn't know how to use it.(M. Quigley)
You can't rush science, Gibbs! You can yell at it and scream at it, but you can't rush it.(A. Sciuto)

Wer durch diese Antwort nicht zufriedengestellt ist, der möge sich bitte den Text "Über mich" in meinem Profil durchlesen und erst dann meckern.
zweiPhotonen ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 17.06.2009, 20:42   #13   Druckbare Version zeigen
ehemaliges Mitglied  
nicht mehr Mitglied
Beiträge: n/a
AW: nur ein Kommentar

Zitat:
Zitat von zweiPhotonen Beitrag anzeigen
Hallo,
das möchte ich so nicht stehen lassen:

Zitat:
Zitat von John
Unbesetzte MO's sind dennoch Lösungen, in denen sich die Elektronen "teilweise" aufhalten, darauf fußen ja gerade die Korrelationsmethoden, ganz besonders die CI Entwicklungen.
Weil es nicht richtig ist.

Das

Zitat:
Zitat von Paleiko
die Vorgehensweise bei Korrelationsmethoden rückwirkend physikalisch in Form von Aufenthaltswahrscheinlichkeiten zu interpretieren. Man gleich in meinen Augen einfach mathematisch grundlegende Schwächen der vorhandenen Modelle aus, indem man mehr oder weniger stumpf die Basis in einer etwas situationsangepassteren Weise als mit den AO-Basisfunktionen vergrößert.
fasst die Bedeutung virtueller MO's in quantenmech. Rechnungen wesentlich besser zusammen.
In wie weit die CI - Entwicklung der WF hier tatsächlich pysikalische Bewantnis hat und in wie weit diese ein mathematisches Konstrukt zur Korrektur von Fehlern durch Ansetzen einer einfachen Slaterdeterminante, das kann ich nicht beurteilen.
Das dieser jedoch tatsächlich auch zum Teil die Physik beschreibt durch das Hinzunehmen von Anregungen, dies kann man meiner Meinung nach daran sehen, dass eine HF-Rechnung Dispersionswechselwirkung nicht erfasst, diese sind somit Teil der Korrelationsenergie.
Dispersionswechselwirkungen sind aber nichts anderes als WW zwischen induzierten Dipolen. Entsprechend können die angeregte Determinanten als Repräsentation der kurzzeitig bestehenden Dipole gesehen werden, die dann durch den CI Ansatz genauere Ergebnisse liefern und die DipersionsWW erfasst. Ich bin mir allerdings nicht sicher, ob diese Betrachtungsweise richtig ist.

Grüße John
  Mit Zitat antworten
Alt 17.06.2009, 21:02   #14   Druckbare Version zeigen
ehemaliges Mitglied  
nicht mehr Mitglied
Beiträge: n/a
AW: molekülorbitaltheorie

Zitat:
Zitat von ehemaliges Mitglied Beitrag anzeigen
Das kann man eben nicht, denn das Orbital, in dem das betroffene Elektron im Fall einer Anregung landet, ist nun einmal nicht identisch mit dem Orbital, das vermeintlich bereits vor der Besetzung existiert hat. Es mag in geeigneten Fällen so sein, dass die Energiedifferenzen zwischen dem "besetzten" und dem "unbesetzten" Orbital hinreichend klein sind, was aber meinen berechtigten Einwand dem Grunde nach nicht berührt. Dass man in vielen Fällen von ( teilweiser ) Fehlerkompensation profitiert, darauf hat Paleiko ja bereits ( zu recht ! ) hingewiesen.
Ich bestreite ja nicht, dass es eine Relaxation des Gesamtkonstrukts gibt und entsprechend eine Fehlerkompensation eine Rolle beim Koopmans - Theorem spielt siehe Lehrbücher der TC).
Was mich an der Diskussion irritiert ist die Tatsache, dass hier mehr oder weniger behaupt wird, dass virtuelle Orbitale keinerlei Bedeutung in der Spektroskopie und in Chemie besitzten. Das ist definitiv nicht so z. B bei der Berechnung von UV/Vis Spektren.

Zitat:
Zitat von ehemaliges Mitglied Beitrag anzeigen
Dann sehen Sie sich doch bitte einmal die Voraussetzung für das Zutreffen des KOOPMANN - Theorems an. Vielleicht erkennen Sie dann, warum ich es nicht akzeptieren kann, wenn die Einwände von Paleiko und mir hier als "Wortklauberei" abgetan werden.
Die HF - Orbitalenergie entspricht der ersten Ionisierungsenergie. Die fehlende Korrekation und die Relaxation der Orbitale kompensieren sich. Trotz alledem kann man mit Orbitalenergien damit wohl etwas anfangen und muss diesen damit zumindest etwas physikalische Bedeutung zuschreiben.

Zitat:
Nochmal zum KOOPMANN - Theorem : Bezeichnet man die Grunzustandsenergie des H - Atoms mit 1 Ry, so beträgt die Grundzustandsenergie des He etwa 5,8 Ry, woraus sich für mich eine Orbitalenergie für das 1s - Orbital des He von 2,9 Ry ergibt. Was nach KOOPMANN eine Ionisierungsenergie gleichen Betrages ergeben sollte. Da aber die Grundzustandsenergie des He+ - Ions exakt 4 Ry beträgt, muss die Ionsisierungsenergie des Heliums dann wohl dem Betrage nach 1,8 Ry ergeben, was einen Fehler von 1,1 Ry , also immerhin gut 60 % entspricht.
Ihr Beispiel kann ich nicht nachvollziehen, das Koopmans - Theorem funktioniert im allgemeinen jedoch recht gut. Desweiteren müssen Sie jeweils die Orbitalenergien der HF - Rechnungen kennen und sicherstellen, dass die Basis gleich ist.

Grüße John
  Mit Zitat antworten
Alt 17.06.2009, 21:09   #15   Druckbare Version zeigen
ehemaliges Mitglied  
nicht mehr Mitglied
Beiträge: n/a
AW: molekülorbitaltheorie

Zitat:
Zitat von Paleiko Beitrag anzeigen
Ich halte es für schwierig, die Vorgehensweise bei Korrelationsmethoden rückwirkend physikalisch in Form von Aufenthaltswahrscheinlichkeiten zu interpretieren. Man gleich in meinen Augen einfach mathematisch grundlegende Schwächen der vorhandenen Modelle aus, indem man mehr oder weniger stumpf die Basis in einer etwas situationsangepassteren Weise als mit den AO-Basisfunktionen vergrößert.
So stumpf kann es ja nicht sein, da das Ergebnis einer full CI (in einer unendlichen Basis) dem exakten Resultat der SGL entspricht. Wie ich schon geschrieben habe: In wie weit die Entwicklung physikalisch zu Interpretieren ist, weiß ich nicht, aber ich bin der Meinung, dass es mehr als eine mathematische Konstruktion ist.
So spiegelt sich in den kanonischen HF - Orbitalen ja auch die Symmetrie des Moleküls wieder.

Grüße John
  Mit Zitat antworten
Anzeige


Antwort

Lesezeichen

Themen-Optionen
Ansicht

Gehe zu

Ähnliche Themen
Thema Autor Forum Antworten Letzter Beitrag
Schwingungsfrequenzänderung bei Komplexen (Molekülorbitaltheorie) jacktherippernm Anorganische Chemie 1 22.01.2012 19:29
Molekülorbitaltheorie Beispiel gesucht Lejonan Allgemeine Chemie 5 16.12.2011 17:53
Molekülorbitaltheorie? Force Allgemeine Chemie 11 03.11.2009 21:16
Molekülorbitaltheorie Bilbo Anorganische Chemie 8 24.10.2008 01:55


Alle Zeitangaben in WEZ +2. Es ist jetzt 09:09 Uhr.



Anzeige