AP Chemistry

orbital phân tửmolecular orbital

molecular orbitalVietnamese: orbital phân tử

Còn gọi:Also called: MO

Orbital phân tử là trạng thái năng lượng được phép của electron trải trên cả phân tử, sinh ra khi các orbital nguyên tử tổ hợp với nhau.A molecular orbital is an allowed electron energy state spread over an entire molecule, formed when atomic orbitals combine.

Trực giác: Giống như hai loa đặt cạnh nhau: sóng cùng pha thì tăng cường tạo vùng âm mạnh ở giữa, còn ngược pha thì triệt tiêu để lại một khoảng lặng.Intuition: Think of two speakers side by side: waves in phase reinforce each other and make a loud region between them, while waves out of phase cancel and leave a patch of silence.

Công thức chínhKey formula

\text{BO} = \frac{N_b - N_a}{2}

Định nghĩa đầy đủFull definition1 phút đọc1 min read

Orbital phân tử là trạng thái electron trải trên nhiều hạt nhân, hình thành khi các orbital nguyên tử tổ hợp. Số orbital được bảo toàn: hai orbital nguyên tử tạo hai orbital phân tử, gồm orbital liên kết năng lượng thấp và orbital phản liên kết năng lượng cao, ký hiệu dấu sao. Orbital liên kết tăng mật độ electron giữa hai hạt nhân; orbital phản liên kết có nút tại vùng này. Bậc liên kết bằng nửa hiệu số electron trong hai loại. Khác orbital lai hóa, orbital phân tử không thuộc riêng một nguyên tử.

A molecular orbital is an electron state that extends over several nuclei, formed when atomic orbitals combine. The number of orbitals is conserved: two atomic orbitals give two molecular orbitals — a lower-energy bonding orbital and a higher-energy antibonding orbital, marked with an asterisk. A bonding orbital builds up electron density between the two nuclei, while an antibonding orbital has a node in that region. Bond order is half the difference between the numbers of electrons in the two types. Unlike a hybrid orbital, a molecular orbital does not belong to any single atom.

Ký hiệuNotation

• $\sigma$ , $\sigma^*$ , $\pi$ , $\pi^*$
•bậc liên kết BO

• $\sigma$ , $\sigma^*$ , $\pi$ , $\pi^*$
•bond order BO

Công thức chi tiếtFormula details2 công thức2 formulas

\text{BO} = \htmlClass{fp-1}{\frac{\htmlClass{fp-0}{N_b - N_a}}{2}}

\text{BO} = \htmlClass{fp-1}{\frac{\htmlClass{fp-0}{N_b - N_a}}{2}}

Dùng sau khi điền electron vào giản đồ orbital phân tử để tính bậc liên kết từ electron liên kết và phản liên kết.Use this after filling electrons into a molecular orbital diagram to get the bond order from the bonding and antibonding electrons.

Trong đóWhere

\text{BO}

bậc liên kết (bond order)bond order

N_b

tổng số electron trong các orbital phân tử liên kếttotal number of electrons in bonding molecular orbitals

N_a

tổng số electron trong các orbital phân tử phản liên kếttotal number of electrons in antibonding molecular orbitals

\psi = c_1\phi_1 + c_2\phi_2

Dùng khi lập orbital phân tử từ hai orbital nguyên tử: dấu cộng cho liên kết, dấu trừ cho phản liên kết.Use this when building molecular orbitals from two atomic orbitals: the plus sign gives the bonding combination, the minus sign the antibonding one.

Trong đóWhere

\psi

hàm sóng của orbital phân tửwave function of the molecular orbital

\phi_1, \phi_2

hàm sóng của các orbital nguyên tử tham gia tổ hợpwave functions of the atomic orbitals that combine

c_1, c_2

hệ số đóng góp của từng orbital nguyên tử vào orbital phân tửcoefficients giving each atomic orbital's contribution to the molecular orbital

Hay hiểu saiCommon misconceptions3 ý · 1 phút đọc3 points · 1 min read

Orbital phân tử không phải orbital nguyên tử bị kéo dài.

Đó là trạng thái mới trải trên nhiều hạt nhân, khác orbital lai hóa vẫn gắn với một nguyên tử.

Hai orbital nguyên tử tổ hợp không chỉ tạo một orbital liên kết.

Số orbital được bảo toàn, nên còn có một orbital phản liên kết năng lượng cao hơn orbital liên kết, thường mang dấu sao.

Electron phản liên kết không được bỏ qua khi tính bậc liên kết.

Phải lấy số electron liên kết trừ số electron phản liên kết rồi chia đôi; kết quả có thể không nguyên.

A molecular orbital is not a stretched-out atomic orbital.

It is a new state spread over several nuclei, unlike a hybrid orbital, which still belongs to one atom.

Combining two atomic orbitals does not give just one bonding orbital.

Because the number of orbitals is conserved, an antibonding orbital also forms, higher in energy than the bonding one and usually marked with an asterisk.

Antibonding electrons cannot be ignored when calculating bond order.

Subtract the antibonding electrons from the bonding electrons and divide by two; the result need not be a whole number.

Mẹo phòng thiExam tips2 mẹo2 tips

Khi so sánh tiểu phân tương tự, hãy tính bậc liên kết thay vì đoán.

Ghi số electron liên kết và phản liên kết, tính hiệu chia đôi, rồi mới kết luận về độ dài và độ bền. Electron thêm vào orbital phản liên kết làm giảm bậc liên kết.

Dùng giản đồ orbital phân tử khi đề hỏi tính thuận từ.

Điền electron theo quy tắc Hund vì electron độc thân quyết định tính thuận từ. Ở O₂, hai electron độc thân nằm trong hai orbital π*.

When comparing similar species, calculate bond order instead of guessing.

Write down the bonding and antibonding electron counts, take half the difference, and only then draw conclusions about bond length and strength. Electrons added to an antibonding orbital lower the bond order.

Use a molecular orbital diagram whenever a question asks about paramagnetism.

Fill the orbitals following Hund's rule, since unpaired electrons determine paramagnetism. In $O_2$ , the two unpaired electrons sit in two $\pi^*$ orbitals.

Tần suất trong đề AP ChemistryHow often it shows up on AP ChemistryThường xuyênVery common

Khái niệm này sinh ra từ đâuWhere the concept comes from1 phút đọc1 min read

1927–1928Friedrich HundRobert S. MullikenJohn Lennard-JonesJohn C. SlaterCharles Coulson

Năm 1927–1928, Friedrich Hund và Robert S. Mulliken đưa ra orbital phân tử để mô tả electron trải rộng trên toàn phân tử.

In 1927–1928, Friedrich Hund and Robert S. Mulliken introduced molecular orbitals to describe electrons spread over a whole molecule.

Vì sao mang đúng cái tên này? Ban đầu lý thuyết này mang tên "thuyết Hund–Mulliken", ghép tên hai người khởi xướng, và chỉ về sau mới được gọi bằng tên khái niệm trung tâm của nó. Chữ "orbital" do Mulliken đặt năm 1932 để chỉ hàm sóng một electron; cùng lúc, ông dùng nó cho cả orbital nguyên tử lẫn orbital phân tử, và định nghĩa rõ orbital liên kết cùng orbital phản liên kết (antibonding orbital). Vì vậy cái tên nghe như còn vương lại hình ảnh "quỹ đạo" của mô hình cũ, nhưng thứ nó chỉ đã hoàn toàn khác: một hàm toán học cho biết xác suất tìm thấy electron ở mỗi vùng không gian, chứ không phải một đường đi. Ở mức sơ cấp, người ta hiểu orbital là vùng không gian nơi hàm đó có biên độ đáng kể. Đến năm 1933 lý thuyết đã được thừa nhận, và phép tính chính xác đầu tiên cho hàm sóng orbital phân tử là công trình của Charles Coulson năm 1938 trên phân tử hydrogen.

Nguồn đối chiếuSources

Thử nghiệm tương tácInteractive explorer

Bấm từng mức của O₂ — xem orbital nguyên tử tách thành liên kết và phản liên kết

Kéo tham số, thấy khái niệm chuyển động — đăng nhập để mở.Drag the parameters and watch the concept move — sign in to open.

Tạo tài khoảnCreate an account

Bạn nắm chắc chưa?Check your understanding

Quiz câu thật từ ngân hàng đềReal exam questions from our question bank

Vài câu thật gắn đúng khái niệm này, chấm ngay kèm giải thích từng đáp án — hệ thống ghi nhớ bạn nắm tới đâu.A few real questions on exactly this concept, graded instantly with an explanation for every choice — the system remembers how well you know it.

Tạo tài khoảnCreate an account

Học tiếp từ đâyKeep learning

Bài học chứa thuật ngữ nàyLesson that uses this termThuyết VSEPR và lai hóaCấu trúc phân tử & ion · khoácourse AP Chemistry

Bài học chứa thuật ngữ nàyLesson that uses this termCác loại liên kết hóa họcCấu trúc phân tử & ion · khoácourse AP Chemistry

Cần trướcLearn firstorbital nguyên tửatomic orbital (sắp có)(coming soon)sự xen phủ orbitaloverlap (sắp có)(coming soon)

Dẫn tớiLeads tothuyết orbital phân tửmolecular-orbital theory (sắp có)(coming soon)

Liên quanRelatedbậc liên kếtbond order (sắp có)(coming soon)giản đồ orbital phân tửmolecular-orbital diagram (sắp có)(coming soon)

Mục tiêu và lộ trình unit ai cũng xem được — làm bài tập và lưu tiến độ thì cần đăng nhập.Anyone can view a unit's goals and roadmap — sign in to do the exercises and save your progress.

Hay nhầm vớiOften confused with

Thuật ngữTermKhác nhau ở đâuHow they differHay nhầm khiMixed up when

liên kết sigma (sigma bond)sigma bond

Khác nhau ở đâuHow they differLiên kết sigma (σ) hình thành do xen phủ dọc trục liên hạt nhân, cho phép quay tự do quanh trục. Liên kết pi (π) hình thành do xen phủ bên, cấm quay và yếu hơn liên kết sigma.

Hay nhầm khiMixed up whenKhi đề hỏi về loại liên kết trong phân tử có liên kết đôi hoặc ba

Cùng chủ đềSame topic

Nguồn tham khảoReferences

[1]Chemistry The Central Science in SI Units 15th Expanded Global Edition. tr. 16–17, 414.