Liniowa Kombinacja Atomowych Orbitali - LCAO

Podstawy metody Orbitali Molekularnych opisu budowy cząsteczki związku chemicznego można zawrzeć w następujących punktach:

Jednym z powszechnie stosowanych sposobów przybliżonego opisu funkcji falowej elektronu w cząsteczce jest metoda liniowej kombinacji atomowych orbitali (LCAO MO). Zgodnie z tą metodą MO można zapisać jako:
Y=c1c1 + c2c2 gdzie c1 i c2 są niezależnymi parametrami. Korzystając z konturów orbitali atomowych można ten wzór matematyczny przedstawić graficznie:

W przypadku a) współczynniki c1 i c2 mają ten sam znak, a w b) przeciwny. Biorąc do kombinacji dwa orbitale atomowe otrzymuje my dwa orbitale molekularne: jeden o niższej energii - wiążący i o wyższej energii antywiążący. Gęstość elektronowa na orbitalu wiążącym jest zlokalizowany w przestrzeni pomiędzy jądrami (przypadek a), na antywiążącym gęstość elektronowa w obszarze pomiędzy jądrami cząsteczki jest obniżona. Formułując orbital molekularny w tej metodzie należy zachować pewne warunki:

Poza orbitalami wiążącymi i antywiążącymi w cząsteczkach istnieją też orbitale niewiążące, których energia niewiele różni się od energii orbiatlu atomowego, z którego się wywodzą. Częstym sposobem przedstawiania budowy elektronowej cząsteczki jest diagram orbitali molekularnych zgodnie z ich wzajemną energią. Dla prostych dwuatomowych cząsteczek pierwiastków drugiego okresu można przedstawić takie diagramy następująco:

Diagram a) obowiązuje dla cząsteczek homojądrowych 2 okresu cięższych od azotu, dla których występuje znaczna różnica energii pomiędzy atomowymi orbitalami 2s i 2p. Diagram b) dla cząsteczek od Li2 do N2, dla których różnica energii orbitali atomowych 2s i 2p jest stosunkowo nieznaczna.

Przy rysowaniu diagramów dla heterojądrowych cząsteczek dwuatomowych należy brać pod uwagę różnicę elektroujemności atomów tworzących cząsteczkę. Przykładowy diagram dla CO:

Dla kompleksów metali przejściowych diagramy orbitali molekularnych (dla dwóch typów symetrii) można przedstawić następująco:
Kompleks oktaedryczny bez wiązań p


z wiązaniami p gdzie ligand jest p akceptorem

z wiązaniami p gdzie ligand jest p donorem

Kompleks tetraedryczny bez wiązań p

z wiązaniami p