#ХИМИЯ 10 КЛАСС#ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ И СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛ#ЧАСТЬ 10#МВС#

Теория VBT • Гейтлер и Лондон ввели эту теорию. • Она в основном основана на концепциях атомных орбиталей, электронной конфигурации элементов, перекрытия атомных орбиталей. • Позже Линус Полинг усовершенствовал эту теорию, введя концепцию гибридизации. С точки зрения энергии Когда два атома находятся далеко друг от друга, между ними нет взаимодействия. Когда они сближаются, вступают в действие новые силы. Эти силы бывают двух типов: 1) Силы отталкивания между ядрами этих соединяющихся атомов и между электронами этих атомов. Эти силы стремятся увеличить энергию системы. 2) Силы притяжения между ядром одного атома и электронами другого атома. Эти силы стремятся уменьшить энергию системы. На определенном расстоянии между двумя атомами притяжение и отталкивание уравновешивают друг друга, и энергия системы достигает минимального значения. В этом состоянии два атома находятся на фиксированном расстоянии друг от друга и образуют стабильную молекулу. Межатомное расстояние, при котором энергия системы минимальна, называется длиной связи. Образование молекулы водорода из двух атомов водорода можно рассматривать как процесс, протекающий в несколько этапов: Шаг 1. Рассмотрим два атома водорода HA и HB, находящихся на большом расстоянии друг от друга, так что между ними нет взаимодействия. Поскольку между двумя атомами H нет взаимодействия, полная энергия равна сумме энергий двух атомов H. Шаг 2. Теперь пусть два атома H сблизятся. Когда два атома сближаются, начинают действовать новые силы притяжения и отталкивания. Электроны одного атома притягиваются ядром другого атома. На этом этапе оба электрона притягиваются обоими ядрами. Поскольку притяжение приводит к уменьшению энергии, Шаг 3. Когда два атома водорода HA и HB сближаются еще больше, начинают действовать электрон-электронные (e–A — e–B) и ядерно-ядерные отталкивающие взаимодействия. Отталкивающее взаимодействие стремится увеличить энергию. Пока силы притяжения сильнее сил отталкивания, энергия системы продолжает уменьшаться. На определенном расстоянии между двумя атомами силы притяжения и отталкивания уравновешиваются, и энергия системы достигает минимального значения. В этом состоянии два атома водорода находятся на фиксированном расстоянии друг от друга и образуют стабильную молекулу H2. Межатомное расстояние, при котором энергия системы минимальна, называется длиной связи. Длина связи H—H в H2(g) составляет 75 пм (0,74 Å). Если мы хотим разорвать связь, то есть разделить атомы, мы должны приложить такое же количество энергии. Энергия, необходимая для разрыва одного моля связей одного типа, называется энергией связи или энергией диссоциации связи. Концепция перекрытия орбиталей Ковалентная связь образуется за счет частичного перекрытия двух наполовину заполненных атомных орбиталей, содержащих электроны с противоположными спинами. Прочность связи зависит от степени перекрытия. Чем больше перекрытие, тем прочнее образующаяся связь. Типы перекрытия орбиталей В зависимости от типа перекрытия, ковалентные связи бывают двух типов: сигма (σ) и пи (π) связи. Типы перекрытия Существует два типа перекрытия орбиталей. 1. Аксиальное перекрытие: Если перекрытие атомных орбиталей происходит вдоль межатомной оси, это называется аксиальным перекрытием или перекрытием «конец к концу». Связь, образованная аксиальным перекрытием, называется сигма (σ) связью. Электроны, присутствующие в сигма-связи, называются сигма-электронами. Все одинарные связи являются сигма-связями. Сигма (σ) связь: Сигма-связь образуется за счет перекрытия «конец к концу» (лобовое перекрытие) связывающих орбиталей вдоль межатомной оси. Образование сигма-связи может быть любого из следующих типов: • Перекрытие s-s: В этом случае происходит перекрытие двух наполовину заполненных s-орбиталей вдоль межатомной оси, как показано ниже: • Перекрытие s-p: Этот тип перекрытия происходит между наполовину заполненными s-орбиталями одного атома и наполовину заполненными p-орбиталями другого атома. • Перекрытие p-p: Этот тип перекрытия происходит между наполовину заполненными p-орбиталями двух сближающихся атомов. 2. Боковое перекрытие: Здесь перекрытие происходит перпендикулярно межатомной оси. Связь, образованная в результате бокового перекрытия, называется пи (π) связью. Электроны в пи-связи называются π-электронами. π-связь всегда присутствует наряду с σ-связями. Двойная связь содержит одну σ-связь и одну π-связь. Тройная связь содержит одну сигма-связь и две пи-связи. Сигма-связь прочнее пи-связи. Это происходит потому, что степень перекрытия больше в сигма-связи. π-связь (пи): π-связь образуется атомными орбиталями, когда они перекрываются таким образом, что их оси остаются параллельными друг другу и перпендикулярными межатомной оси. Образовавшаяся орбиталь возникает в результате бокового перекрытия.