Калькулятор порядка связи
Выберите двухатомную молекулу или ион — калькулятор заполнит молекулярные орбитали, посчитает электроны на связывающих и разрыхляющих МО и покажет порядок связи, число неспаренных электронов и то, парамагнитна ли частица. Можно и ввести число электронов самостоятельно.
Работает в браузере: всё, что вы вводите, никуда не отправляется.
Как пользоваться
- Выберите «Молекула или ион» и частицу из списка или «Число электронов».
- Во втором режиме введите число электронов на связывающих и на разрыхляющих орбиталях.
- Чем выше порядок связи, тем связь короче и прочнее.
Как считается
Калькулятор берёт все электроны (сумма электронов двух атомов минус заряд) и заполняет молекулярные орбитали снизу вверх:
- до 14 электронов: σ1s, σ1s, σ2s, σ2s, π2p (две орбитали), σ2p, π2p, σ2p;
- больше 14: σ1s, σ1s, σ2s, σ2s, σ2p, π2p, π2p, σ2p.
На вырожденные π-орбитали электроны садятся сначала по одному. Порядок связи = (связывающие − разрыхляющие) ÷ 2. Если считать только валентные электроны, получится то же самое — внутренние σ1s и σ*1s взаимно компенсируются.
Пример расчёта
У N₂ 14 электронов: σ1s² σ1s² σ2s² σ2s² π2p⁴ σ2p². Связывающих 2 + 2 + 4 + 2 = 10, разрыхляющих 2 + 2 = 4, порядок связи (10 − 4) ÷ 2 = 3, все электроны спарены, молекула диамагнитна.
У O₂⁻ (супероксид) 17 электронов — на один больше на π*2p, чем у O₂, поэтому порядок падает до (10 − 7) ÷ 2 = 1,5 и остаётся один неспаренный электрон.
Советы
- Порядок и длина связи. Длина растёт в ряду N₂ (3) < O₂ (2) < F₂ (1): чем выше порядок, тем короче связь.
- Отрыв электрона может усилить связь. O₂⁺ (2,5) прочнее O₂: электрон уходит с разрыхляющей орбитали.
- Изоэлектронные частицы N₂, CO, NO⁺ и CN⁻ имеют по 14 электронов и порядок связи 3.
Частые вопросы
Как рассчитать порядок связи?
Порядок связи = (электроны на связывающих орбиталях − электроны на разрыхляющих) ÷ 2. У O₂ 10 связывающих и 6 разрыхляющих электронов, (10 − 6) ÷ 2 = 2 — двойная связь.
Почему O₂ парамагнитен?
Два последних электрона занимают две вырожденные разрыхляющие π*2p-орбитали по одному с параллельными спинами (правило Хунда). Два неспаренных электрона делают кислород парамагнитным — жидкий кислород притягивается к магниту. Простая структура Льюиса с двойной связью этого не показывает.
Почему порядок орбиталей у N₂ и O₂ разный?
У B₂, C₂ и N₂ орбитали 2s и 2p смешиваются, и σ2p оказывается выше π2p. Начиная с O₂ смешивание слабое, и σ2p лежит ниже π2p. Калькулятор использует первый порядок до 14 электронов и второй — больше 14. Порядок связи от этого не меняется, а магнитные свойства B₂ и C₂ — зависят.
Что значит порядок связи 0?
Связывающих и разрыхляющих электронов поровну, связи нет. У He₂ и Ne₂ порядок 0, устойчивых молекул они не образуют. Дробный порядок, например 0,5 у H₂⁺, всё же означает слабую связь.