11. Гибридизация атомных орбиталей (ао). Возбужденное состояние атома.

Если у атома в образовании химических связей участвуют разные по типу атомных орбиталей. АО (s-, p-, d- или f-АО), то химические связи формируются электронами не «чистых», а «смешанных», или гибридных орбиталей. Гибридизация - смешение АО с разными (но близкими) энергетическими состояниями, вследствие которого возникает такое же число одинаковых по форме и энергии орбиталей, симметрично расположенных в пространстве. Явление гибридизации основано на таком свойстве ковалентной связи, как направленность.

Перекрывание гибридных АО происходит в большей степени, чем негибридных орбиталей => химические связи прочнее => молекула более устойчива. (рис ниже)

Когда идёт распаривание электронных облаков атом переходит в возбуждённое состояние

Осн сост атома - энергетически стабильн состояние, когда атом не подвергается сильным внешним воздейств. В основ сост атом может находиться долго.

Возбужденное состояние атома - энергетически нестабильное состояние, в которое атом переходит, получая энергию извне. В возбужденном состоянии атом может пребывать лишь короткое время. Возбужденный атом, отдавая энергию, возвращается в основное состояние.

Процесс, приводящий к увеличению числа неспаренных электронов в атомах молекулы с целью увеличе-ния числа возможных ковалентных связей, называется возбуждением атома. Это возможно при затрате оп-ределённого количества энергии.

Sp –линейная, sp²- плоский треугольник, sp3-тетраэдр.

12. Метод валентных связей. Механизмы образования ковалентной химической связи

В 1927 году Гейтлер и Лондон провели исследование, которое позволило сделать вывод, что химическая связь в молекуле водорода осуществляется путём образования пары электронов с противоположно направленными спинами, принадлежащей обоим атомам. Образование химической связи между атомами водорода является результатом взаимопроникновения электронных облаков, происходящего при сближении взаимодействующих атомов. Каждый электрон занимает место в квантовых ячейках обоих атомов, т.е. движется в силовом поле, образованном двумя силовыми центрами - ядрами атомов водорода. Такая двухэлектронная двухцентровая связь называется ковалентной связью.

Представление о механизме образования химической связи, развитые Гейтлером и Лондоном на примере молекулы водорода, были распространены и на более сложные молеку-лы. Разработанная на этой основе теория химической связи получила название метода валентных связей. Метод ВС дал теоретическое объяснение важнейших свойств ковалентной связи, позволил понять строение большого числа молекул.

В основе метода ВС лежат следующие положения:

1. Ковалентная химическая связь образуется двумя элек-тронами с противоположно направленными спинами, причём эта электронная пара принадлежит двум атомам.

Комбинации таких двуэлектронных двухцентровых свя-зей, отражающие электронную структуру молекулы, получи-ли название валентных схем.

2. Ковалентная связь тем прочнее, чем в большей степени перекрываются взаимодействующие электронные облака.

Число электронных пар, связывающих атом данного эле-мента с другими атомами, или, иначе говоря, число образуе-мых атомом ковалентных связей, называется ковалентностью элемента в соответствующем соединении.

Электронная пара, осуществляющая ковалентную связь, может образоваться за счёт неспаренных электронов, имеющихся в невозбуждённых взаимодействующих атомах, и за счёт неспаренных элктронов, появляющихся в результате возбуждения атома. Во многих случаях ковалентные связи возникают и за счёт спаренных электронов, имеющихся во внешнем электронном слое атома. Тогда ковалентная связь устанавливается по донорно-акцепторному сбособу.