¿Por qué existe una molécula de hidrógeno pero no una molécula de helio?

De acuerdo con la teoría de la órbita molecular , que se basa en la mecánica cuántica, la molécula [matemática] H_2 [/ matemática] puede representarse en términos del siguiente diagrama, denominado diagrama de la órbita molecular.

Los 1s a ambos lados del diagrama representan el orbital atómico de un átomo de hidrógeno individual, mientras que [math] \ sigma_ {1s} \ text {y} \ sigma ^ {*} _ {1s} [/ math] representan el orbitales atómicos combinados de los 2 átomos de hidrógeno y se denominan orbitales moleculares.

El diagrama básicamente significa que dos átomos de hidrógeno combinados, tienen una energía más baja que los átomos individuales. Por lo tanto, hacer posible la molécula [matemática] H_2 [/ matemática].


Probablemente quiere decir por qué la molécula [matemática] He_2 [/ matemática] no existe, porque la molécula de helio ciertamente existe y es monoatómica.

Ahora vea el siguiente diagrama de la molécula [matemática] He ^ {2 +} _ 2 [/ matemática]:

Para formar una molécula [matemática] He_2 [/ matemática] la [matemática] \ sigma_ {1s} ^ * [/ matemática] debe llenarse con dos electrones más. Pero entonces la energía total de la molécula aumentará para convertirse en más que el átomo He único o un [matemático] He_2 [/ matemático] molécula. Por lo tanto, no sería energéticamente favorable que un átomo de He forme una molécula [matemática] He_2 [/ matemática].

Nota: [math] He ^ {2 +} _ 2 [/ math] es posible la formación de moléculas. Usé la imagen de arriba ya que no pude encontrar un diagrama matemático orbital [matemático] He_2 [/ matemático] .

Fuente de la imagen: Google Images

Formación de la molécula H₂: –

El número atómico de hidrógeno es 1, su configuración electrónica es 1s¹. El diagrama orbital molecular para la molécula de hidrógeno se da como

Hay dos electrones de enlace en el caso de una molécula de hidrógeno, por lo tanto, su orden de enlace es

orden de enlace = 1/2 [Nb-Na] = 1

Esto significa que dos átomos de hidrógeno están unidos por un enlace covalente único. Y el molecilo de hidrógeno es de naturaleza dimagnética con energía de disociación de enlace de 438 kj / mol.

El helio diatómico no existe: –

El número atómico de helio es 2, su configuración electrónica es 1s². Según la teoría orbital molecular, el diagrama orbital molecular para la molécula de helio se puede dar como

Desde la configuración orbital molecular, el orden de enlace se da como

orden de enlace = 1/2 [Nb-Na] = 0

Como el orden de enlace es cero, la molécula de He₂ es altamente inestable y, por lo tanto, no existe.

Porque en el caso del átomo de helio tiene un doblete completo, es decir, 2 electrones en su capa más externa y no está disponible para ningún enlace, mientras que el átomo de hidrógeno tiene solo un electrón en su capa más externa, por lo tanto, está disponible para la formación de moléculas.

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