Валентные возможности атомов в основном и в возбужденном состоянии

Наличие дополнительного энергетического подуровня своего же энергетического уровня расширяет валентные возможности элемента. В возбужденном состоянии электрон с s подуровня переходит на d подуровень увеличивая валентность атома.

19) Описать метод ВС и сравнить связи в следующих молекулах и ионах: N₂ F₂ CO [Zn(NH₃)₄]²⁺ [BF₄]^-.

В основу метода МВС положено допущение, что координационный ион (соединение) образуется по донорно-акцепторному механизму за счет неподеленных электронных пар лигандов (доноров) и свободных гибридных орбиталей иона комплексообразователя (акцептора). Образование парамагнитного иона [FeF₆]^4– можно представить таким образом. Свободный ион Fe²⁺ имеет электронную конфигурацию d ⁶ и следующее распределение электронов по орбиталям:

Шесть ионов F^– смещают по одной из своих неподеленных электронных пар на вакантные sp ³ d ²-гибридные орбитали иона Fe²⁺. Четыре неспаренных электрона иона Fe²⁺ сохраняются и обусловливают высокий спин иона [FeF₆]^4–:

Так как число неспаренных электронов в комплексе и свободном ионе Fe²⁺ совпадает, то комплекс [FeF₆]^4– называется высокоспиновым. Ионы CN^– значительно сильнее взаимодействуют с ионом железа (II), следствием чего является спаривание d -электронов центрального иона и образование низкоспинового комплекса [Fe(CN)₆]^4– с d ² sp ³-гибридизацией.

Аналогично можно представить образование и других комплексных ионов:

Комплексообразователем может быть не только положительный ион металла, но и металл в нулевой степени окисления, например, в карбонилах металлов – соединениях с общей формулой [M(CO) _n ]. Связь в таких соединениях можно объяснить с позиций МВС в рамках правила 18 электронов: устойчивы такие карбонилы, в которых все d -, s - и p -орбитали металла заполнены электронными парами. Стабильны карбонилы [Cr(CO)₆], [Fe(CO)₅], [Ni(CO)₄]. У пентакарбонилжелеза [Fe(CO)₅] – d ¹ sp ³-гибридизация. Если металл имеет нечетное число электронов, то карбонилы димерны: [Mn(CO)₅]₂, [Co(CO)₄]₂.