11 класс (8)

1. Первые два элемента Периодической системы - водород и гелий, поэтому простейшая молекула, составленная из двух разных атомов, — HeH. Эта молекула может образоваться при столкновении атомных пучков водорода и гелия.

Электронная плотность в молекуле HeH смещена к более электроотрицательному атому. К сожалению, в справочных таблицах электроотрицательность гелия не указывают, так как считается, что гелий не образует обычных химических соединений.

Оценить электроотрицательность гелия можно следующим образом. Радиусы атомов гелия и водорода примерно одинаковы, а заряд ядра у гелия — в два раза больше, чем у водорода. Следовательно, валентные электроны гелия притягиваются к его ядру с большей силой, чем электрон в атоме водорода, поэтому электроотрицательность гелия выше, чем водорода, и электронная плотность в молекуле HeH смещена в сторону атома He. Квантово-химические расчеты подтверждают это предположение.

2. Молекула HeH содержит три электрона, из которых два находятся на связывающей молекулярной орбитали, а один - на разрыхляющей. Порядок связи в молекуле HeH равен 1/2.

Молекулярный ион HeH+ содержит два электрона, которые находятся на связывающей молекулярной орбитали. Порядок связи в ионе HeH⁺ равен 1. Следовательно, связь в HeH+ более прочная, чем в HeH, и ион более устойчив, чем молекула.

3. При столкновении возбужденных атомов водорода и гелия образуются молекулы HeH в возбужденных электронных состояниях. Эти состояния неустойчивы и довольно быстро испускают свет. Анализ спектров испускания позволяет доказать факт образования молекул.