16. Природа химической связи. Энергетические эффекты в процессе образования химической связи
Химическая связь между атомами имеет электростатическую природу.
Под химической связью понимают электрические силы притяжения, удерживающие частицы друг около друга.
Химическая связь образуется, если электроны взаимодействующих атомов получают возможность двигаться одновременно вблизи положительных зарядов нескольких ядер. Из методов квантовой химии наиболее известны 2 подхода к расчету молекулярных систем: метод ВС и метод МО.
Образование химической связи сопровождается понижением энергии системы, причем избыток энергии выделяется в виде теплоты. Чем прочнее химическая связь, тем больше энергии нужно затратить для ее разрыва, поэтому энергия разрыва связи служит мерой ее прочности. Энергия разрыва связи всегда положительна: в противном случае химическая связь самопроизвольно разрывалась бы с выделением тепла. При образовании химической связи энергия всегда выделяется за счет уменьшения потенциальной энергии системы взаимодействующих электронов и ядер.
17. Основные положения метода вс. Обменный и донорно- акцепторный механизмы образования ковалентной связи
МВС лежит 3 положения:
1. Химическая связь образуется двумя
электронами с противоположно направленными
спинами. При этом имеет место взаимное
перекрытие электронных орбиталей.
Между атомами возникает зона повышенной
электронной плотности, к которой
притягиваются ядра с остальными
электронами.
2. Связь имеет ориентацию в направлении, обеспечивающем максимально возможное перекрывание орбиталей.
3. Чем больше взаимное перекрывание электронных орбиталей, тем прочнее связь.
Обменный механизм- каждый атом дает по одному неспаренному электрону в общую электронную пару. H + Cl – H Cl
Донорно-акцепторный механизм- один атом (донор) предоставляет электронную пару, а другой атом (акцептор) предоставляет для этой пары свободную орбиталь.
H H
H N +H -- H N H
H H
18. Валентные возможности атомов элементов в основном и в возбужденном состоянии
Валентность – способность атомов химических элементов образовывать определенное число ковалентных связей с атомами других элементов. Определяется числом неспаренных электронов, участвующих в образовании общих электронных пар с электронами других атомов. Валентные возможности атомов определяются числом не спаренных электроном, а так же числом не поделённых электронных пар способных переходить на свободные орбитали атома другого элемента (участвовать в образовании ковалентной связи по донорно-акцепторному механизму). У атома азота на внешнем втором уровне 1s и 3pорбитали, всего 4 орбитали, следовательно, максимально возможная валентность равна IV У атома фосфора в основном (стационарном) состоянии валентность как и у азота равна IV У атома фосфора, в отличие от азота есть свободные d – орбитали, поэтому для фосфора характерно возбуждённое состояние, когда 3s2электроны распариваются и валентность принимает значение V