量子化学 HFの軌道

質問

量子化学ですが、
Hは1ｓに1電子。
Fは1ｓに2で、2ｓに2。2ｐｘ、2ｐｙに2つずつ2ｐｚに1つ。
HとFの結合は、Hの1ｓとFの2ｐｚの軌道で起こる。
ここで、結合性分子軌道σのモデルみたいなのは
●○
（●が少し○より大きい。●は+、○は-）
で
σに2つ電子が入っているので理解できます。
エネルギー的にその上の非結合性結合にFは2ｐｘ、2ｐｙに2つずつ電子使い。

質問はここからで、
Hの1ｓとFの2ｐｚは結合性分子軌道で1つずつつかって、エネルギー的に非結合性結合の上の反結合性分子軌道σ*に、使える電子がないのに、●○●というモデルが、本に載せられていました。電子がないのに、この反結合性分子軌道は存在するのでしょうか？それとも、自分の考え方が違うのでしょうか？
どなたか教えてください。お願いします。

回答No.2

zoo123 · ベストアンサー

反結合性分子軌道というのは、分子軌道の波動関数を解いた時の解のうちの１つです。解は結合性分子軌道と反結合性分子軌道からなります。
結合性分子軌道があれば、それに対応した反結合性分子軌道が存在します。
例えば、光でＨＦの電子を励起させると電子のうちの一つがある波長の光を吸収して反結合性軌道に遷移します。このように、反結合性軌道というのは、存在し、量子化学でさまざまな化学反応を説明する時に使われます。
また、福井先生のフロンティア軌道理論や、Woodward-Hoffman則を用いて、化学反応を説明する時も、反結合性軌道を考慮します。

お礼

ありがとうございました。詳しい説明助かりました。

回答No.1

noname#62864

存在するかしないかというのは、少々哲学的といえるかもしれませんが、Hの1s軌道とFの2pz軌道から分子軌道ができると考える時に、基本的な事項として、「軌道の数が不変」でなければなりません。
つまり、元の軌道数が1sと2pzの２個でしたので、それから生じる分子軌道も２個でなければなりません。これは量子力学の理論上の制約になると思います（私の誤解があるかもしれませんが）。したがって、安定な結合性分子と不安定な反結合性分子軌道の２つが生じることになります。
たとえば、HFが反応を起こし、H-F結合が切断される時には、結合性分子軌道の電子が反結合性分子軌道に移ることになります。

お礼

ありがとうございました。分かりやすい説明助かりました。