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Fluorwasser-HF |
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Die chemische Bindung im Fluorwasserstoffmolekül
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Molekülorbitale im Fluorwas-serstoffmolekül |
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Im
Fluorwasserstoffmolekül liegen die Verhältnisse etwas
komplizierter: Das Fluoratom hat 7 Elektronen in seiner äußersten
(L-)Schale, und das ungepaarte, einsame Elektron befindet sich in
einem p-Orbital und
nicht ein einem s-Orbital,
wie beim Wasserstoff.
Wir
erkennen, daß es im Fall der Addition der beiden
Wellenfunktionen zu einer Knotenebene kommt (in dieser Ebene
liegt auch der F-Kern), während die Wellenfunktion des
antibindenden Orbitals zwei Knotenebenen zwischen den beiden
Atomkernen aufweist.
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Es bleibt noch, die Wechselwirkung der übrigen Orbitale miteinander zu diskutieren. Die nächste Abbildung zeigt die relative lage der py- und pz-Orbitale des Flours zum s-Orbital des Wasserstoffs. Man erkennt, daß Addition und Subtraktion zu an sich identischen Lösungen führt. Zwischen beiden resultierenden Molekülorbitalen ergäbe sich also kein Energiegewinn - die Lösungen wären entartet. Auch zwischen weit entfernten und angenäherten Atomen ergibt sich kein energetischer Unterschied, denn die Bereiche positiver wie negativer Interferenz sind genau gleich groß. Aus diesem Grund ergibt sich hieraus kein Beitrag zur chemischen Bindung. |
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Hingegen wäre rein räumlich eine Wechselwirkung zwischen dem 2s-Orbital des Fluors mit dem 1s-Orbital des Wasserstoffs möglich (Auf diese Weise ließe sich die Bindung in einem Litiumhydrid-Molekül konstruieren). Allerdings ist das 2s-Orbital des Fluors schon mit 2 Elektronen besetzt, und kann damit keinem weiteren Elektron Platz bieten. Lediglich durch das Potentialfeld des Wasserstoffkerns wird die Kugelsymmetrie des 2s-Orbitals geringfügig verzerrt, wodurch der Ladungsschwerpunkt aus dem F-Kern heraus entlang der Kern-Kern-Verbindungslinie verschoben wird. Eine geringfügige Verschiebung des Energieniveaus ist die Folge, wie im folgenden MO-Schema dargestellt: |
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