Донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи

Кроме рассмотренного обменного механизма, существует и другой механизм, когда образование ковалентной связи происходит при взаимодействии одного нейтрального ато­ма или иона с заполненной атомной орбиталью с другим нейтральным атомом или ионом, имеющим вакантную орбиталь. Такой механизм образования ковалентной связи называется донорно-акцепторным.

Нейтральный атом или ион, поставляющий электронную пару, называется донором¹, а нейтральный атом или ион, её принимающий, называется акцептором².

По донорно-акцепторному механизму происходит перекрывание вакантной орбитали акцептора с заполненной орбиталью донора или донорной группы.

Таким образом, валентность атомов элементов определяется как числом ковалентных связей, образованных по обменному механизму, так и числом ковалентных связей, образованных по донорно-акцепторному механизму.

Виды ковалентной связи

В зависимости от направления перекрывания атомных орбиталей различают два вида ковалентной связи – σ и π:

• σ-связь образования ковалентной связи возникает при перекрывании атомных орбиталей вдоль оси, соединяющей ядра атомов:

s – s	s – p	p – p	d – d

• π-связь возникает при перекрывании атомных орбиталей в плоскости, перпендикулярной оси, соединяющей ядра атомов:

p – p	d – р	d – d

Таким образом, s-электроны участвуют лишь в образовании σ-связи; р- и d-электроны − в образовании σ- и π- связей.

При наложении одной или двух π-связей на σ-связь образуются кратные связи − двойные и тройные.

N N

Число ковалентных связей между атомами называется кратностью или порядком связи.

С увеличением кратности ковалентной связи её длина уменьшается, а прочность возрастает.

Гибридизация атомных орбиталей

Гибридизация (смешение) атомных орбиталей возникает в тех случаях, когда в образовании ковалентной связи участвуют электроны разных энергетических подуровней, поскольку они отличаются и энергией, и характером (прочностью и направленностью) образуемых связей.

В результате смешения атомных орбиталей разного типа происходит образование гибридных орбиталей, число которых определяется числом смешиваемых атомных орбиталей.

Гибридная атомная орбиталь

Перекрывание гибридных орбиталей (электронных облаков) больше, чем не гибридных орбиталей, поэтому при образовании ковалентной связи в первом случае выделяется больше энергии, а образовавшая­ся связь будет прочнее.

При смешении одной s-орбитали и одной p-орбитали образуются две гибридные орбитали, и такой тип гибридизации называ­ется sp-гибридизацией. Угол между гибридными орбиталями составляет 180°:

s+p

sp-гибридизация

При смешении одной s- и двух р-орбиталей образуются три гибридные орбитали (sp²-гибридизация); угол между ними равен 120° (рис. 5).

s + p + p	sp2-гибридизация

Взаимодействие одной s- и трёх p-орбиталей сопровождается sp³-гибридизацией, при которой угол между гибридными орбиталями ранен 109°28':

s + p + p + р	Sp3-гибридизация