-
Для описания ковалентной связи существуют два основных метода: метод валентных связей (мвс) и метод молекулярных орбиталей (ммо).
Метод валентных связей (МВС)
Два атома совместно владеют одной или несколькими парами электронов. Например, для НС1 и NO, где «•» — электроны, принадлежащие одному атому, а «×» — другому
Согласно
МВС связь образуется при перекрывании
электронных орбиталей двух атомов и
объединении двух электронов — возникает
двухэлектронная, двухцентровая связь.
Известны
два механизма
образования
такой связи: либо оба атома предоставляют
в общее пользование по одному электрону,
либо один атом
(донор)
предоставляет пару электронов,
а
другой (акцептор)- пустую орбиталь
(донорно- акцепторный механизм). В
МВС ковалентная связь характеризуется
насыщаемостью,
поляризуемостью и направленностью.
Насыщаемость связи. Количество связей (обобществленных пар электронов), которые имеет атом, определяется числом орбиталей, способных участвовать в образовании связи.
Полярность
связи. Если
связь образована двумя одинаковыми
атомами, то электроны в равной степени
принадлежат обоим атомам и молекула
неполярная.
В том случае, когда связь образована
двумя разными атомами, электронная
плотность смещена в сторону более
электроотрицательного атома. Такая
связь называется полярной.
Например,
НС1.(Между взаимодействующими атомами,
которые различаются по электроотрицательности,
возникают полярные связи. В результате
смещения электронной плотности в сторону
более электроотрицательного партнера
происходит разделение центров тяжести
положительного и отрицательного зарядов
и возникает диполь, представляющий
собой систему из двух равных и
противоположных по знаку зарядов,
находящихся на определенном расстоянии.
Полярность связи может быть выражена
через ее дипольный момент µ(количественная
характеристика полярности связи) µ=
где l-длина
диполя,
-
заряд полюса.
Направленность- свойство ковалентной связи, определяющее геометрическую структуру молекулы. Причина направленности связей заключается в том, что перекрывание электронных орбиталей возможно только при их определенной взаимной ориентации, обеспечивающей наибольшую электронную плотность в области их перекрывания. В этом случае образуется наиболее прочная связь.
Теория Гиллеспи.
Модель Гиллеспи, как и МВС, основывается на предположении о том, что связь осуществляется за счет пары электронов. При этом должны выполняться следующие правила :
• электронные пары поделенные и неподеленные располагаются вокруг центрального
атома так, чтобы их отталкивание было минимальным, т. е. на максимальном удалении друг от друга;
• неподеленная электронная пара занимает больший объем, чем поделенная;
• объем, занимаемый связывающей электронной парой, тем меньше, чем больше электроотрицательность атома, связанная с центральным;
• две электронные пары двойной связи занимают больший объем, чем одна электронная пара одинарной связи.
Гибридизация атомных орбиталей, выравнивание по форме и энергии орбиталей при образовании связей.
sp-гибридизация – это гибридизация, в которой участвуют орбитали одного s и одного p электронов. Угол между гибридными орбиталями 180. Пространственная конфигурация линейная.
sp2-гибридизация – гибридизация, в которой учавтсвуют атомные орбитали одного s и двух p электронов. Угол между гибридными орбиталями 120
sp3-гибридизация – гибридизация, в которой участвуют атомные орбитали одного s и трех p электронов. Конфигурация-тетраэдр. Угол 109,28
Метод молекулярных орбиталей (ММО)
Молекула рассматривается как совокупность положительно заряженных ядер и отрицательно заряженных электронов, где каждый электрон движется в поле остальных электронов и всех ядер.
Связывающая молекулярная орбиталь характеризуется повышенной электронной плотностью в пространстве между ядрами, поэтому такая орбиталь энергетически более выгодна, чем атомные орбитали. Наоборот, на разрыхляющей орбитали электронная плотность концентрируется за зарядами, поэтому подобная орбиталь энергетически менее выгодна, чем исходные атомные орбитали.
Согласно ММО порядок(кратность) связи определяется полуразностью числа связывающих и разрыхляющих электронов.
Билет №8