Строение молекул. Метод валентных связей. Лекция 5

Основные положения этого метода:
в образовании связи участвуют только электроны внешней электронной оболочки атома (валентные электроны);
химическая связь образуется двумя валентными электронами различных атомов с антипараллельными спинами. При этом происходит перекрывание электронных орбиталей и между атомами появляется область с повышенной электронной плотностью, обусловливающая связь между ядрами атомов. Таким образом, в основе метода ВС лежит образование двухэлектронной, двухцентровой связи;

химическая связь осуществляется в том направлении, в котором обеспечивается наибольшее перекрывание атомных орбиталей;
из нескольких связей данного атома наиболее прочной будет связь, которая получилась в результате наибольшего перекрывания атомных орбиталей;
при образовании молекул электронная структура (кроме внешней электронной оболочки) и химическая индивидуальность каждого атома в основном сохраняются.
Ковалентная связь обладает рядом важных свойств. К их числу относится насыщаемость и направленность.

Насыщаемость –
характерное свойство ковалентной связи. Она проявляется в способности атомов образовывать ограниченное число ковалентных связей. Это связано с тем, что одна орбиталь атома может принимать участие в образовании только одной ковалентной химической связи. Данное свойство определяет состав молекулярных химических соединений.

Направленность –
свойство ковалентной связи, определяющее геометрическую структуру молекулы. Причина направленности связи заключается в том, что перекрывание электронных орбиталей возможно только при их определенной взаимной ориентации, обеспечивающей наибольшую электронную плотность в области их перекрывания, когда образуется прочная химическая связь. С направленностью связей тесно связан вопрос о гибридизации орбиталей.

Теория гибридизации
Гибридные орбитали, возникающие в результате взаимодействия различных атомных орбиталей, имеют уже одинаковую форму. Они вытянуты в сторону соседних атомов, и поэтому достигается более полное перекрывание с электронными орбиталями этих атомов.
Процесс гибридизации связан с затратой определенной энергии. Эту затрату компенсирует избыток энергии, который выделяется при образовании более прочной химической связи при перекрывании гибридных орбиталей. Таким образом, гибридизация приводит к уменьшению энергии образующейся молекулы, к ее большей устойчивости.

Основные принципы гибридизации:
Участвующие в гибридизации атомные орбитали должны иметь близкие значения энергии.
Число гибридных орбиталей должно быть равно числу исходных атомных орбиталей.
Гибридные атомные орбитали представляют собой линейные комбинации исходных орбиталей.
Гибридные орбитали располагаются в пространстве так, чтобы обеспечить между ними минимальное отталкивание.

Типы гибридизации

Типы гибридизации