Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
1 ТЕОРИЯ ХИМИЧЕСКОЙ СВЯЗИ.doc
Скачиваний:
61
Добавлен:
16.04.2015
Размер:
179.2 Кб
Скачать

1 Теория химической связи

До создания электронной теории строения химических соединений выделяли три качественно различных типа связей:

- «солевая» - в солях, которые, как правило, характеризуются высокими температурами плавления, образованием кристаллических решеток, растворимостью в воде, электропроводностью водных растворов, химическими изменениями при пропускании через эти растворы электрического тока;

- «металлическая» - в металлах, которым присущи высокая тепло- и электропроводность, нерастворимость в воде;

- «органическая» - в неметаллах, органических соединениях, которые, как правило, имеют относительно низкие температуры кипения, плохо растворимы в воде.

    1. Строение атома

При изучении строения электронных оболочек оказалось, что в одноатомных инертных газах (кроме гелия He) внешняя оболочка содержит восемь электронов. Это позволило Косселю1 и Льюису2 (1916 г.) предположить, что восемь («октет») электронов представляет собой особенно выгодную электронную группировку, к которой стремятся при образовании соединений атомы элементов. В рамках «теории октета» удалось объяснить почти все современные типы связей.

а) В солях:

В результате перехода внешнего электрона натрия на внешнюю оболочку хлора образовавшиеся ионы приобретают октетную оболочку. Атомы натрия и хлора удерживаются друг около друга за счет электростатического притяжения. Такую связь принято называть гетерополярной или электровалентной. (Следует избегать названия «ионная связь», так как отдельно взятых разноименных пар ионов в такой связи нет).

б) В неметаллах:

Октетная оболочка вокруг каждого атома фтора формируется за счет обобществления пары электронов, участвующих в образовании связи. Каждый из атомов для образования октета вносит по одному электрону. Образовавшаяся пара электронов в равной степени принадлежит обоим атомам. Возникшая связь носит название гомеополярной или ковалентной. Связь образуется за счет того, что положительно заряженные ядра атомов удерживаются рядом благодаря наличию электронной плотности между ними (образно говоря, склеены «электронным цементом»).

в) В некоторых случаях для образования октета один из атомов предоставляет пару электронов. Образующаяся связь носит название координационной. Примером такой связи являются окиси аминов. Вокруг атома азота в триалкиламине находится 8 (октет) электронов. На внешней оболочке атома кислорода - 6 электронов. Атом азота предоставляет пару «своих» электронов для образования связи:

Обозначается такая связь как R3N→O.

г) Классическим примером смешанной связи (сочетания ковалентной и координационной связей) является тройная связь в окиси углерода СО.

Начнем с очевидного противоречия. Разность электроотрицательностей (∆χ) атомов углерода С и кислорода О составляет примерно ∆χ ≈ 1. Такая же разность между значениями электроотрицательностями атомов водорода Н и хлора Cl. Следовательно, можно было бы предположить, что дипольные моменты (µ) молекул окиси углерода СО и хлористого водорода HCl будут примерно одинаковыми. Однако, дипольный момент HCl µHCl = 1.04 D, а дипольный момент СО почти на порядок меньше µСО = 0.12 D. Следовательно в молекуле окиси углерода СО электроны расположены симметричнее, чем в молекуле хлористого водорода.

Подобную «симметрию» предполагает модель, обеспечивающая электронный октет вокруг атомов углерода С и кислорода О:

**

С+ О C O

Полученная модель, в которой оба атома (С и О) окружает октет электронов, предполагает наличие тройной связи. Это подтверждается экспериментально максимумом поглощения в ИК-спектре при частоте 2155 см-1. Тогда как частота поглощения двойной связи С=О находится в области ≈ 1700 см-1.

Теория октета хорошо описывает связи атомов второго периода Периодической системы. К атомам третьего и последующего периодов эьа теория не применима. Например, в пятихлористом фосфоре PCl5 у атома фосфорв 10-ти электронная оболочка.