Welche physikalische Bedeutung hat das Überlappungsintegral?

Welche physikalische Bedeutung hat das Überlappungsintegral bei der Bildung kovalenter Bindungen (z H 2 Molekül)?

soweit ich das verstehen kann, gilt die Heitler-London-Theorie auch dann, wenn das Überlappungsintegral null ist H 2 Atom, lässt es immer noch einen niedrigeren Energiezustand im Vergleich zur Gesamtenergie von zwei isolierten H-Atomen zu.

Welche Bedeutung hat die folgende Aussage von Wikipedia ?

Bei chemischen Bindungen ist eine Orbitalüberlappung die Konzentration von Orbitalen an benachbarten Atomen in denselben Raumregionen. Orbitalüberlappung kann zur Bindungsbildung führen.

Ist eine Orbitalüberlappung ungleich Null für die Bindungsbildung erforderlich? Oder reicht ein niedrigeres Energieniveau (im Vergleich zur Gesamtenergie zweier isolierter H-Atome) aus, um von einer Bindungsbildung zu sprechen?

Antworten (1)

Die Eigenzustände eines quantenmechanischen Systems sind alle orthogonal zueinander. Das bedeutet, dass die Überlappungsmatrix zwischen diesen Zuständen diagonal ist. Wenn Sie Orbitale für ein einzelnes Atom betrachten und es in die Nähe eines anderen Atoms bringen, erhalten Sie eine Überlappung ungleich Null zwischen den Zuständen der verschiedenen Atome. Dies impliziert, dass die Orbitale für das kombinierte System nicht dieselben sind wie die Orbitale für die zwei isolierten Atome, da die Orthogonalitätsbedingung gebrochen ist.

Wenn Sie die beiden Atome näher und näher zueinander bewegen, können Sie beobachten, dass die Überlappung zwischen den Zuständen zunimmt. Die an jedem der Atome befindlichen Orbitale verbinden sich dann und bilden bindende und antibindende Zustände . Der bindende Zustand ist energetisch niedriger, der antibindende Zustand höher.