Билет 10: Механизмы образования ковалентной химической связи по методу ВС: обменный и донорный-акцепторный. Примеры

1. Обменный. Обычно ковалентные связи возникают за счет спаренных электронов, имеющихся во внешнем электронном слое атомов. Например, молекулы аммиака. Из восьми внешних электронов атома азота, шесть образуют три ковалентную связь, и являются общими для атома азота, и атомов водорода. Но два электрона принадлежат только азота и образуют неподеленную электронную пару.

2. Такая пара электронов тоже может участвовать в образовании ковалентной связи с другим атомом, если во внешнем электронном слое этого атома есть вводная орбиталь. Незаполненная 1s-орбиталь имеется, например, у иона водорода H⁺, вообще лишенного электронов. Поэтому при взаимодействии молекулы NH₃ с ионом водорода между ними возникает ковалентная связь; неподеленная пара электронов атома азота становится общей для двух атомов, в результате чего образуется ион аммония NH₄⁺. Здесь ковалентная связь возникла за счет пары электронов, первоначально принадлежавшей одному атому (донору электронной пары), и свободной орбитали другого атома (акцептора электронной пары). Донор – азот, акцептор – водород. (Пример 2: N₂O): ковалентность центрального атома азота равно четырем, а крайнего – двум.

Билет 11:Представление о типах ковалентной связи: сигма-связь, пи и дельта-связи.

1. Перекрывание s-электронных облаков происходит вблизи прямой, соединяющей ядра взаимодействующих атомов (то есть вблизи оси связи). Образованная подобным способом ковалентная связь называется сигма-связью. В образовании сигма-связи могут принимать участие и p-электронные облака, ориентированные вдоль оси связи. Так, в молекуле HF ковалентная сигма-связь возникает в следствие перекрывания 1s-электронного облака атома водорода и 2p-электронного облака атома фтора.

2. При взаимодействии p-электронных облаков, ориентированных перпендикулярно оси связи, образуется не одна, а две области перекрывания, расположенные по оби стороны от этой оси. Такая ковалентная связь называется пи-связью.

3. δ-Связь (Дельта-связь) обязана перекрыванию всех четырех лопастей d -электронных облаков, расположенных в параллельных плоскостях.

Исходя из условий симметрии, можно сказать, что электроны s -орбиталей могут участвовать лишь в σ -связывании, p -электроны – уже в σ - и π -связывании, а d -электроны – как в σ - и π -, так и в δ -связывании. Максимальное перекрывание облаков осуществляется при σ -связи.