Основные характеристики химической связи: длина, энергия, валентный угол

Связь химическая - связь между атомами в молекуле или соединении. Причиной хим связи считают стремление атомов к завершению внешнего уровня. Главным условием и признаком образования хим связи считают ум. Энергии и систем атомов.

Длина связи(d) - расстояние между ядрами соседних химически связанных атомов, при котором энергия системы минимальна. При увеличении кратности связи ее длина уменьшается, а энергия связи - увеличивается, при одинаковой кратности - чем меньше длина, тем больше энергия связи. Примеры длин связи в различных видах атомов углерода равна:
(С-С) - 0.154 нм = А^*
(С=С) - 0.134 нм
(С≡С) - 0.120 нм
Валентный угол- угол, образованный воображаемыми линиями соединенными центры атомов в молекулах и отсчитанный в меньшую сторону. Они определяют геометрическую пространственную конфигурацию молекул. Величина валентных углов зависит от природы атомов и от характера химической связи. Например, в (CH₄) -109^o, в (NH₃) - 107^o, a в (H₂O) - 105^o

Энергия связи [кДж/моль] –энергия, которая выделяется при образовании связей или затрагивает на её разрыв.Чем выше энергия связи, тем связь прочнее.
 

11. Метод валентных связей. Основные положения. Ковалентная связь. Два механизма образования.

Метод валентных связей.

Из методов квантовой химии наиболее известны два подхода к расчету молекулярных систем- метод валентных связей (МВС) и метод молекулярных орбиталей (ММО).

М етод валентных связей был применен немецкими учеными в 1927 г. Гейтлером В. и Лондоном Ф. для рассмотрения образования молекулы Н₂. Они рассмотрели систему из двух атомов водорода находящихся на большом расстоянии друг от друга. При этом электрон взаимодействовал только со своим ядром. При сближении атомов происходило притяжение ядер с электронами и отталкивание электронов и атомов. В результате взаимодействия ядер и электронов получается зависимость потенциальной энергии Е системы от расстояния r между ядрами этих атомов. При этом оказалось, что результаты зависят от того, одинаковы или противоположны по знаку спины взаимодействующих электронов. При совпадении спинов электронов кривая 2 сближения атомов приводит к непрерывному возрастанию энергии системы. Для сближения атомов требуется затрата энергии, такой процесс энергетически невыгоден и хим связь между атомами не возникает. При противоположно направленных спинах сближение атомов до расстояния r ₀ сопровождается ум энергии системы. При r = r ₀ система обладает наименьшей потенциальной энергией, т.е. находится в устойчивом состоянии; дальнейшее сближение атомов приводит к возрастанию энергии. Т.е. в случае противоположно направленных спинов электронов образуется молекула Н₂ - устойчивая система из двух атомов водорода, находящихся на определенном расстоянии друг от друга.

При образовании химической связи происходит перекрывание электронных облаков взаимодействующих атомов. Вследствие образования области с высокой плотностью электрического заряда в межъядерном пространстве происходит стягивание ядер атомов и образуется устойчивая молекула.

Позднее метод ВС был распространен и на другие молекулы.