Тяжелые элементы, из-за рыхлой структуры электронных оболочек связи чаще образуются чистыми p- и f-орбиталями.

Элементы одной и той же подгруппы могут образовывать аналогичные соединения, но с разной пространственной структурой.

Например, элементы V группы г/п образуют гидриды ЭН3 двух разных структур. NH3 имеет валентный угол между

связями 1070, т.к. азот имеет sp3-тип гибридизацию, а в молекулах РН3, АsН3, SbН3 углы между связями точно равны 900, что свидетельствует об отсутствии гибридизации. Сверху вниз в п/г угол между связями у гидридов уменьшается, достигая 900, что говорит об изменении механизма образования молекул.

Это связано с ослаблением способности наружных электронных орбиталей гибридизоваться с увеличением числа электронных уровней.

В молекулах СН4, NН3, Н2О углерод, азот и кислород имеют sp3 тип гибридизации, а угол связи изменяется 109028` у СН4, 10703` у NH3, 1050 у Н2О.

Это обусловлено различием сил взаимного отталкивания орбиталей, заполненных только парой электронов, и орбиталей, перекрывающихся с атомом водорода.

В молекуле СН4 гибридных орбиталей, заполненных не поделенной электронной парой нет. В молекуле NН3 одна гибридная орбиталь, заполненна парой электронов, и она отталкивает в направлении от себя 3 остальных орбитали связи N- Н, уменьшая угол 1070,3`. В молекуле воды две отбитали с парами электронов. Их влияние на связи ещё сильнее, и угол НОН равен 1050.

Гибридизация с участием d – орбиталей

Конфигурации молекул: sp3d2,d2sp3 и др.

6 гибридные орбитали, направленны от ядра к вершинам восьмиугольника (октаэдр) под углом 900 относительно друг друга.

Заполнение гибридных орбиталей не поделенной электронной парой происходит по донорно-акцепторному механизму.

Такой механизм имеется в комплексных соединениях, например, ион [Fe(CN)6]3-

Недостатки метода валентных связей

1)Постулируется участие в образовании связей пары электронов, но существуют свободные радикалы, молекулярные ионы, такие как Н2+, в которых связь

образуется за счет одного электрона.

Свободные радикалы – это частицы, обладающие высокой реакционной способностью и содержащие неспаренные электроны.

2) Не объясняет магнитных свойств веществ.

Неспаренные электроны обуславливают магнитные свойства веществ.

Вещества, имеющие неспаренные электроны,

парамагнитны, т.е. втягиваются в магнитное поле.

Вещества, не имеющие неспаренных электронов,

диамагнитны, т.е. выталкиваются из магнитного поля.

Атом кислорода имеет два неспаренных электрона.

2p ↑↓ ↑ ↑

2s ↑↓

На основании метода валентных связей - при соединении двух атомов кислорода образуются две неподеленные пары и неспаренных электронов в молекуле кислорода нет.

Но кислород имеет магнитные свойства, что доказывает наличие в молекуле кислорода неспаренных электрона, т.е. он парамагнитен.

Метод молекулярных орбиталей (МО)

1)В многоатомных системах (молекулах, кристаллах) валентные электроны одновременно принадлежат всем связываемым атомам.

2)При образовании многоатомной частицы электроны попадают в зону притяжения нескольких атомных ядер, т.е. становятся общими для всей частицы.

3)В результате атомные орбитали трансформируются в молекулярные.

4)Молекула рассматривается как единая система.

5)Образование МО энергетически выгодно, т.к. делокализация электронов ведёт к уменьшению энергии системы.

6)Число электронов на молекулярных орбиталях равно сумме электронов на атомных орбиталях.

Молекулярная орбиталь (МО) – волновая функция, которая описывает состояние электрона в поле двух или нескольких атомов.

МО не принимающие участие в химической связи называются несвязывающими.

Электроны на них обладают тем же запасом энергии, что в исходных атомных орбиталях.

МО охватывают всю молекулу, т.е. являются двух- или многоцентровыми.

Метод ЛКАО

Волновая функция электрона в молекуле по методу МО ЛКАО:

МО=с1 АО1 + с2 АО2 +…+ сn АОn

АО1, АО2,… АОn – волновые функции (атомные орбитали) электронов атомов, из которых образована данная молекула.

а с1, с2,….-коэффициенты.

Перекрывание атомных орбиталей а и в соответствует сложению электронных плотностей, и возникает молекулярная орбиталь +:

+=k1 а+k2 в

k-коэффициенты, учитывающие долю участия атомных орбиталей в молекулярных.

Сложение осуществляется только с атомными орбиталями, имеющими антипараллельные спины.