Вопрос 13

Гибридизация атомных орбиталей при описании химической связи. Варианты гибридизации с участием s-, p- и d- орбиталей. Какие из преведенных молекул плоские: … ?

Вопрос 14

Гибридизация атомных орбиталей при описании химической связи. Изобратите схемы перекрывания атомных орбиталей при образования связей в молекулах: …

Вопрос 15

Образование кратных связей. δ- и π- связи, их особенности. Изобратите схемы перекрывания атомных орбиталей при образования связей в молекулах: …

Основные положения метода валентных связей:

1) связь дают два электрона с противоположными спинами; происходит перекрывание Ψ - функций и повышение электр. плотности между ядрами;

2) связь сосредоточена в направлении максимального перекрывания Ψ - функций электронов;

3) валентность атома численно равна количеству неспаренных электронов на внешнем слое в основном состоянии или кол-ву неспаренных электронов, которые могут быть в возбужденном состоянии;

4) чем сильнее перекрывание, тем прочнее связь.

По характеру перекрывания орбиталей обычно выделяют σ - и π - связи. Связи, образованные электронными орбиталями, имеющими максимум зоны перекрывания на линии, соединяющей ядра, называются σ - связями.

Связи, образованные электронными орбиталями, дающими максимумы перекрывания по обе стороны от линии, соединяющей ядра, называются π - связями. В подавляющем большинстве случаев π - связи менее прочные, чем σ - связи. В кратной связи только одна связь σ - типа, все остальные (одна или две) относятся к π - связям.

Вопрос 16

Процедура наложения валентных схем в методе валентных связей для объяснения дробной кратности связи на примерах молекул … и иона …

Классический метод ВС не способен объяснить дробный характер связи, а многие частицы характеризуются именно такими связями. Был предложен оригинальный подход. Реальное распределение связей в частице представляется результатом наложения двух схем с различной кратностью связей. Например, полуторная = наложение однократной связи и двойной.

В молекуле N₂O характеристики связи между атомами азота соответствуют кратности 2,5 ((3+2)/2); а связь между атомами азота и кислорода примерно полуторная ((1+2)/2). Подобного распределения связей можно добиться наложением двух валентных схем:

N≡N⁺-O^- ↔ N^- =N⁺=O

N≡N→O ↔ N←N=O

Что приводит к след. распределению связей: N=N-O. Для нитратного аниона:

O^--N⁺ ↔O=N⁺ ↔O^--N⁺ или O^--N ↔O=N ↔O←N

В результате приходим к выводу, что все связи одинаковые, анион имеет форму правильного треугольника, кратность связи азот-кислород равна 4/3.

HN₃ : H-N=N⁺=N^-↔H-N^--N⁺≡N или H-N=N=N↔H-N^←N≡N , H-N-N=N

Вопрос 17

Модель отталкивания локализованных электронных пар (метод Гиллеспи). Основные положения на примере молекул ….

Простым и удобным методом предсказания геометрии молекул является модель отталкивания локализованных электронных пар или метод Гиллеспи, имеющий в своей основе метод ВС. Исходными данными для указанного метода являются число связанных с центральным атомом других атомов, валентные возможности всех связанных атомов, количество электронов на внешнем слое центрального атома. Основные положения:

1) Каждая электронная пара, как образующая связь, так и неподеленная, занимает определенное место в пространстве (локализованная электр. пара). Облако двойной и тройной связи рассматривается как единое. Разумеется, электронные пары (эл. облака) отталкиваются.

2) В зависимости от числа локализованных электронных пар они располагаются в пространстве след образом:

2 – линейная конфигурация

3 – правильный треугольник

4 – тетраэдр

5 – правильная тригональная бипирамида

6 – октаэдр

7 – октаэдр с искажением или правильная пентагональная пирамида.

Процедура работы: центральный атом – А (самый многовалентный атом), связанный с ним другой атом – В, неподеленная электронная пара – Е; общее число партнеров центрального тома по хим. связи – n; а число неподеленных эл. пар у него – m. AB_nE_m. Возможные дополнения:

а) облако двойной связи занимает в пространстве большее место, чем облако однократной связи.

б) облако тройной связи занимает в пространстве большее место, чем облако двойной связи и тем более, чем облако однократной связи.

в) в случае полярной ковалентной связи электронное облако сконцентрировано в большей степени возле более электроотрицательного атома.

г) облако неподеленной электронной пары занимает в пространстве большее место, чем облако однократной.

д) все электроны, образующие хим. связи, считаются равноценными независимо от их вида (s,p,d,f).

е) атомный состав (ядро, внутр. оболочка) не оказывает влияния на расположение валентных электронов.

ж) эл. пары располагаются в пространстве таким образом, чтобы отталкивание между ними было минимальным.

з) строение молекулы определяется в пространстве связывающих электронных пар.