Образуется при соединении атомов с одинаковыми значениями ЭО.
Это молекулы H2, F2, Cl2, N2, O2 и др. Химическая связь образуется за счет общих электронных пар, путем перекрывания электронных облаков.
Как изображают химическую связь(рассмотрим на примере молекулы H2):
1) с помощью структурных формул Н – Н (предложил А.М. Бутлеров 1869 г)
2) с помощью электронных формул Н∙ + Н∙ → Н:Н (Льюис, Коссель 1916г)
3) с помощью квантовых ячеек (Лондон, Гейтлер 1927г)
Лондон и Гейтлер развили представления Льюиса. С точки зрения квантовой механики молекула H2 образуется за счет парыэлектроновс антипараллельными спинами. Молекула водорода состоит из двух ядер и двух электронов. При сближении атома возникают силы притяжения и отталкивания. Устойчивое состояние: когда силы притяжения уравновешивают силы отталкивания. Это состояние отвечает определенной длине связи.
Рис. 4.1 Изменение энергии при сближении атомов водорода.
(1): Н↑ + Н↓ → Н ↑↓Н притяжение
|
|
(2): Н↑ + Н↑ → Н ↑↑Н отталкивание
4) Метод валентных связей (Лайнус Полинг, Слейтер 30-е годы 20-го века).
Простую одинарную связь образуют 2 электрона с антипараллельными спинами, принадлежащие двум атомам. При образовании связей происходит перекрывание орбиталей валентных электронов. Связь располагается в том направлении, в котором возможность перекрывания орбиталей является наибольшей. Из двух орбиталей более прочную связь образует та, которая сильнее перекрывается орбиталью другого атома.
σ -Сигма связь образуется по линии, соединяющие центры атома. Связь прочная. Связь S-S электронов в молекуле H2 ненаправленная, р-р электронов в молекуле Cl2 направленная, в 3 раза сильнее связи S-S.
π - Пи свзязь образуется в направлении, перпендикулярном линии, соединяющей центры атомов (двухцентровая связь. π - связь более слабая, чем σ).
Строение молекулы N2:
Метод МО ЛКАО
(молекулярные орбитали линейная комбинация атомных орбиталей) (Роберт Малликен, 30-40 г XXв, Нобелевская премия – 1966г)
Постулаты метода:
1) При образовании ковалентных связей между атомами из их атомных орбиталей (АО) образуются молекулярные орбитали (МО). Число МО равно числу АО, участвующих в их образовании.
2) МО делятся на связывающие и разрыхляющие. Энергия связывающих орбиталей меньше энергии АО, а энергия разрыхляющих больше энергии АО.
3) МО бывает двух типов: π и σ (пи, сигма)
4) Электроны заполняют МО как и АО в соответствии с принципом Паули, правила Хунда и принципом наименьшей энергии.
5) Молекула будет устойчивой, если число электронов на связывающих МО больше числа электрона на разрыхляющих МО.
|
|
Строение молекулы Н2 методом МО ЛКАО:
Молекула кислорода парамагнитна, втягивается в магнитное поле. Молекула O2 имеет два неспаренных электрона. Строение молекулы O2 было объяснено только методом МО ЛКАО.
Строение молекулы O2 методом МО ЛКАО: