5.2. Квантово-механическая теория химической связи

Описание химической связи – это описание распределения электронной плотности в молекуле.Существуют 2 способа описания химической связи:– метод валентных связей,– метод молекулярных орбиталей.В основе метода валентных связей лежит положение о том, что любая ковалентная ХС возникает в результате взаимодействия 2 электронов с противоположно направленными спинами, причём изначально эти электроны принадлежат различным атомам, а образующаяся общая электронная пара – обоим атомам. Такой механизм образования ковалентной связи называется обменным механизмом.При образовании химической связи происходит уменьшение общей энергии системы:

Валентность – это способность атомов образовывать химические связи.Метод молекулярных орбиталей.

6. Типы химических связей и их свойства.

Химическая связь – это совокупность сил, удерживающих атомы или ионы в молекулах и кристаллах.Ковалентная связьобразуется парой или несколькими парами электронов между двумя соседними атомами. Образования общей электрон­ной пары может осуществляться по двум механизмам:

1)обменному-каждый из соединяющихся атомов имеет на валентном уровне неспаренный электрон, который он предоставляет для образования общей электронной пары;

2)донорно-акцепторному-один из соединяющихся атомов предоставляет электронную пару, а другой — вакантную орбиталь, на которой она может разместиться.

Ионная связь– связь, образующаяся между атомами, электроотрицательность которых сильно различается.В противоположность ковалентной связи, ионная связь не обладает направленностью и насыщаемостью. Отличительными чертами ионных соединений являются: мгновенность протекания реакций, диссоциация в водных растворах, высокие температуры плавления и кипения, растворимость в полярных растворителях, электрическая проводимость растворов и расплавов.

Металлическая связь – это связь между атомами в кристаллах металла. У металлов имеется избыток валентных орбиталей и недостаток электронов. При сближении атомов в результате образования кристаллической решетки валентные орбитали соседних атомов перекрываются, благодаря чему электроны свободно перемещаются из одной орбитали в другую, осуществляя связь между всеми атомами кристалла металла

Водородная связьМногочисленные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что атом водорода способен соединяться одновременно с двумя другими атомами, входящими в состав разных молекул или одной и той же молекулы. С одним из атомов (А) водород обычно связан значительно сильнее (за счет ковалентной связи), чем с другим (В).облако другого атома (отрицательный заряд).

2. Параметры химической связи

Параметры, характер.ХС - энергия, длина,полярность, поляризуемость и направленность.

Энергия связи. Химическая связь возникает только в том случае, если при сближении атомов полная энергия системы понижается, т.е. энергия системы двух атомов, связанных ХС, ниже энергии системы тех же атомов, не связанных между собой. Понижение энергии происходит вследствие перекрывания электронных облаков неспаренных электронов, принадлежащих двум соединяющимся атомам. Чем больше перекрывание, тем больше понижение энергии системы.

Чем больше энергия связи, тем прочнее данная связь.

Длина связи-это среднее расстояние между центрами связанных между собой атомов и соответствует минимуму энергии системыПолярность связи–это степень смещения электронной плотности (в области перекрывания орбиталей) к одному из атомов. Поляризуемость связи–это способность связи перераспределять электронную плотность между атомами под действием соседних групп атомов или окружающей среды. Направленность связи - образование ковалентной связи, возможно только при определённой взаимной ориентации электронных облаков.