Метод валентных связей

Лондон и Гайтлер (1927), используя уравнение Шредингера, провели расчет молекулы водорода. Они рассчитали изменение потенциальной энергии двух атомов Н по мере их сближения.
Е, эВ
0,74
R, Å
↑↑
↑↓
0,74 Å
Есв (Н2) = 432,1 кДж/моль
3
2

Образование хими-ческой связи всегда сопровождается выделением энергии

ТИПЫ ХИМИЧЕСКОЙ
СВЯЗИ
КОВАЛЕНТНАЯ
ИОННАЯ
МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ
ВОДОРОДНАЯ

МЕТОД
ВАЛЕНТНЫХ
СВЯЗЕЙ

Свойства ковалентной связи:
насыщаемость, направленность, поляризуемость.

Насыщаемость – способ-ность атомов образовывать ограниченное число кова-лентных связей в соответ-ствии с числом его внешних атомных орбиталей.

Состояние атомов
Основное
Возбужденное

Валентность серы

Донорно-акцепторный механизм
образования связи
N7
… 2s2 2p3
NH3+HCl = NH4Cl
NH3+ H+ = NH4+

29Cu2+ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d8
4s? 4p???
29Cu 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d94s1

Направленность ковалентной связи обусловлена тем, что р-, d- и f-орбитали имеют различную конфи-гурацию, и перекрывание электронных облаков происходит по определенным направлениям в пространстве. Это обуславливает геометрию молекул.

Гибридизация- это смешивание
электронных облаков и образование
новых облаков равной формы и
равной энергии.
Если атом вступает в химическую
связь электронами разной формы
и разной энергией, происходит
гибридизация.
sp- гибридное облако

sp-гибридизация:
участвуют орбитали одного s- и одного p-электронов

Образуются 2 гибридные орбитали, которые ориентируются друг к другу под углом 180°
2 sp-гибридные орбитали

рис. 4.
Модель молекулы BeH2

sp-гибридизация

одного s- и двух p-электронов (рис. 1).
sp2-гибридизация –
участвуют орбитали одного s- и двух p-электронов

Образуются три гибридные sp2 орбитали, расположенные в одной плоскости под углом 120° друг к другу

sp2-гибридизация

Модель молекулы BCl3

sp3-гибридизация:
участвуют атомные орбитали одного s- и трех p-электронов

Модель с sp3- гибридными орбиталями
Четыре sp3-гибридные орбитали симметрично ориентированы в пространстве под углом 109°28'

Тетраэдрическая пространственная конфигурация молекулы с sp3-гибридными орбиталями

sp3-гибридизация

σ-связь образована путем перекры-
вания электронных облаков вдоль
линии, соединяющей ядра атомов
σ-связь между
p-орбиталями
σ-связь между
s-орбиталями

π-связь образована путем перекрывания атомных орбиталей по обе стороны от линии, соединяющей ядра
π-Связь между
d-орбиталями
π-Связь между
p-орбиталями

Неполярная ковалентной связь образуется между атомами одного и того же элемента (Н2, N2 и т.д.) или атомами с одинаковой электроотрицательностью (SiC). Электронная плотность между атомами не смещается. Эффективные заряды атомов равны нулю.

Между атомами разных элементов происходит смещение электронного облака в сторону более электроотри-цательного атома , что называется поляризацией связи.. Образуется полярная ковалентная связь.

Дипольный момент – количественная характеристика полярности связи:
μ = qэфф⋅lдип
qэфф– эффект. заряд,
lдип – длина диполя
Дебай (D): 1D = 3,33 . 10-30 Кл⋅м
1 D = 1·10-18 эл.-ст. ед

Дипольный момент – векторная величина, направленная от (+) к (–) .
Различают дипольные моменты химической связи и молекул:
μмол. = Σ μсв

Суммарный дипольный момент зависит от направления векторов дипольных моментов связей