- •Лекция № 2 строение атома. Химическая связь
- •Принципы заполнения атомных орбиталей.
- •Менделеевский подход к созданию периодического закона.
- •Структура периодической системы.
- •Внутренняя и вторичная периодичность
- •Ковалентная химическая связь
- •Недостатки метода вс
- •Основные положения метода мо лкао
- •Характеристика мо
- •Свойства ковалентной связи
- •Гибридизаци атомных орбиталей.
- •Метод Гилеспи – Найхолма
- •Ионная связь
- •Межмолекулярное взаимодействие
Свойства ковалентной связи
Энергия связи – энергия необходимая для разрыва связи. Или энергия выделяющаяяся при образовании химической связи. Чем больше энергия связи тем она прочнее.
Длина связи – расстояние между ядрами взаимодействущих атомов.
Насыщенность – способность атомов образовывать только строго определнное число химических связей. Принцип Паули запрещает использовать одну атомную орбиталь для образования разных химических связей. Если у атомма существует несколько атомных орбиталей с неспаренными электронами, то возможно образование нескольких химических связей.
Направленность – строго определенна локализаци химической свзи в трехмерном простанстве.
II. Раздел химии изучающий простанственную конфигурацию молекул называетс стереохимией. Типы химической связи. - связь;- связь,- связь.
Гибридизаци атомных орбиталей.
Рассматривая различные связи и их параметры в пределах одной молекулы метана ученые получили достаточно противоречивые результаты:
Метан имеет четыре -связи, одна из которых образована путем перекрыванияs-орбитали водорода иs– орбитали углерода, три остальных путем перекрыванияs- -орбитали водорода и р-орбиталей углерода. Так как связи отличаются друг от другапо типу орбиталей, они должны быть различны по энергии. Экспериментальные данные показали, что энергия разрыва связей в молекуле метана одинакова для всех связей. Обосновывая это противоречие Поллинг выдвигает идею о гибридизации атомных орбиталей. Гибридизация это самопроизвольный процесс, приводящий к уравниванию энергии орбиталей внешнего энергетического уровня. В гибридизации могут принимать участие только те атомные орбитали, энергии которых достаточно близки, т.е. находящиеся в пределах одного энергетического уровня. Результат гибридизации образование связей одинаковых по энергии и длине. Данный процесс требует затрат энергии, т.е. является энергетически невыгодным. Однако затраты на него в последствии компенсируются при более полном перекрывании атомных орбиталей. Каждому типу гибридизации соответствует определенная геометрическая конфигурация молекулы (sp – линейная (ВеCl2) 180о, sp2 – плоскостная (BCl3) 120о , sp3 –тетраэдрическая (CH4) 109о.
Метод Гилеспи – Найхолма
Это модель отталкивания электронных пар валентной оболочки. Данный метод основан на том, что реальная геометрия молекулы определяется не только гибридизацией атомных орбиталей, но и числом двухвалентных, двухцентровых связей (связывающих электронных пар) и наличием неподеленной пары электронов (Е). Тогда при одинаковой гибридизации молекула метана соответствует молекуле СН4, аммиака –NH3E, воды Н2ОЕ. При этом каждая молекула представляет собой геометирчекую фигуру, вписанную в сферу. Молекула будет иметь минимум энергии, если все связывающие электронные пары будут равноудалены друг от друга на поверхности сферы. Неподеленная электронная пара занимает в сфере большую площадь, что приводит к уменьшению валентного угла тем больше, чем больше в молекуле неподеленных электронных пар Е. Т.е. геометрия молекулы существенно меняется. Молекула состава АХ2Е будет уже не линейной, а угловой, АХ3Е (аммиак) – имеет форму треугольной пирамиды (107о), а А2ХЕ2(вода) имеет угловую форму, причем угол будет существенно меньше тетраэдрического (105о).
Т.е. идеальную тетраэдрическую конфигурацию лишь молекула метана.
Данная теория применяется главным образом в химии неорганических и координационных соединений. Используется она также при рассмотрении фрагментов цепных, слоистых и объемных кристаллических структур.