Основные положения метода валентных связей

Химическая связь – взаимодействие атомов, которое сопровождается полной энергии системы, то есть выделением энергии

В основе метода валентных сетей лежат следующие положения:

Ковалентная химическая связь образуется двумя электронами, которые имеют противоположно направленные спины и принадлежат двум атомам. Общая электронная пара может образоваться как в результате спаривания двух неспаренных электронов, принадлежащих разным атомам (обменный, или спин-валентный, механизм), так и за счет пары электронов одного атома - донора -и вакантной орбитали второго атома - акцептора (донорно-акцепторный механизм).

Ковалентная связь тем прочнее, чем в большей степени перекрываются взаимодействующие электронные облака, поэтому ковалентная связь образуется в направлении, при котором это перекрывание максимально. В методе ВС используется представление о гибридизации орбиталей центрального атома. Образованию химических связей может предшествовать изменение валентных орбиталей: исходные неравноценные атомные орбитали, как бы «перемешиваясь», образуют энергетически равноценные гибридные орбитали. В результате гибридизации электронное облако вытягивается по направлению к взаимодействующему атому, благодаря чему увеличивается его перекрывание с электронным облаком последнего. Это приводит к образованию более прочной связи и, следовательно, к выделению дополнительной энергии, которая и компенсирует затраты энергии на гибридизацию

· Ковалентная химическая связь образуется двумя электронами с противоположно направленными спинами, принадлежащими двум атомам.

· Ковалентная связь тем прочнее, чем в большей степени перекрываются взаимодействующие электронные облака.

· Характеристики химической связи определяются типом перекрывания атомной орбитали.

· Ковалентная связь направлена в сторону максимального перекрывания атомной орбитали реагирующих атомов.

3.2. Валентные возможности элементов в рамках метода ВС (в нормальном и возбужденном состояниях, энергия возбуждения атомов). Кратности связи, Ϭ и π связи. Гибридизация связи.

В нормальном состоянии валентные возможности исчерпываются количеством неспаренных электронов на внешнем энергетическом уровне. В возбуждённом состоянии валентные возможности увеличиваются за счет появления дополнительных неспаренных электронов. Энергия возбуждения атомов – энергия, необходимая для перехода атома с более низкого энергетического уровня на более высокий. Кратность связи – число электронных пар, обобществленных двумя соседними атомами в результате ковалентной химической связи. Ϭ и π связи – приближенное описание видов ковалентных связей в молекулах различных соединений.

Ϭ связь характерезуется тем, что плотность электронного облака максимальна вдоль оси, соединяющей ядра атомов. π связь осуществляется боковым перекрыванием электронных облаков и плотность электронного облака максимальна всюду. Гибридизация связи – гипотетический процесс смещения разных (s,p) орбиталей центрального атома многоатомной молекулы с возникновением того же числа орбиталей, эквивалентных по своим характеристикам.

Виды гибридизации:

1)sp –гибридизация – происходит при мешивании одной s и одной р орбиталей. Образуются две равноценные sp-атомные орбитали, расположенные линейно, под углом 180 градусов и направленные в разные стороны от ядра атома.

2) sp2 гибридизация – происходит при смешивании одной s и двух p орбиталей. Образуются три гибридных орбитали с осями, расположенными в одной плоскости и направленными к вершинам треугольника под углом 120 градусов.

3) sp3 гибридизация – происходит при смешивании одной s и трех p орбиталей, образуя четыре равноценные по форме и энергии sp3 гибридные орбитали. Оси sp3 гибридных орбиталей направлены к вершинам правильного тетраэдра. Угол между ними примерно 109.28