2018-01-21
854
Билет 13:Насыщаемость ковалентной химической связи. Валентные возможности атомов: сравнить атомы O, S, N, P, F, Cl.
Насыщаемость – это способность одного атома давать с другими атомами определенное число ковалентных хс.
Для описания насыщаемости ввели понятие валентность. Представление о валентных способностях описывает ковалентная теория валентности (связана с теорией о строении атомов):
1. Валентная зона: внешний электронный слой атома, с указанием всех орбиталей уровня, в том числе пустых. С ростом заряда и с переходом от одного периода к другому валентная зона расширяется.
2. Спин-валентность: определяет число неспаренных электронов валентной зоны. Различают спин-валентность нормального и возбужденного состояния. Возбуждение рассматривает валентные возможности атома (начиная с третьего периода возбуждение возможно возбуждение любых атомов). Спин-валентность – число связей образованных путем обмена.
3. Максимальная валентность: равна сумме орбиталей валентной зоны. Постоянна для атомов одного периода (главных подгрупп)
Билет 14: Направленность ковалентной химической связи. Р2 и Р3-связи на примере гидридов VIA и VA групп.
Образование ковалентной связи является результатом перекрывания валентных электронных облаков взаимодействующих атомов. Но такое перекрывание возможно только при определенной взаимоориентации электронных облаков; при этом область перекрывания располагается в определенном направлении по отношению к взаимодействующим атомам. Иначе говоря, ковалентная связь обладает направленностью.
Билет 15:Направленность ковалентной химической связи и гипотеза гибридизации. Форма молекул и валентные углы в случае sp-гибридизации орбиталей центрального атома на примере BeF2 и CO2.
Образование ковалентной связи является результатом перекрывания валентных электронных облаков взаимодействующих атомов. Но такое перекрывание возможно только при определенной взаимоориентации электронных облаков; при этом область перекрывания располагается в определенном направлении по отношению к взаимодействующим атомам. Иначе говоря, ковалентная связь обладает направленностью.
Метод гибридизации атомных орбиталей исходит из предположения, что при образовании молекулы вместо исходных атомных s-, p- и d-электронных облаков образуют такие равноценные “смешанные” или гибридные электронные облака, которые вытянуты по направлению к соседним атомам, благодаря чему достигается их более полное перекрывание с электронными облаками этих атомов. Такая деформация электронных облаков требует затраты энергии. Но более полное перекрывание валентных облаков приводит к образованию более прочной хс, и, следовательно, к дополнительному выигрышу энергии. Такая гибридизация приводит в конечном счете к уменьшению потенциальной энергии образующейся молекулы, и к повышению ее устойчивости.
Валентные углы – углы между связями. Устойчивому состоянию молекулы отвечает такая геометрическая структура и такое пространственное расположение электронных облаков внешних оболочек атомов, которым отвечает наименьшая потенциальная энергия молекулы. Это приводит к тому, что при образовании молекулы форма и взаимное расположение атомных электронных облаков заменяют в сравнении с их формами и взаимным расположением свободных атомов. В результате достигается более полное перекрывание валентных облаков и следовательно образование более прочных ковалентных связей.
Пример: гибридизация образования фторида бериллия. Каждый атом фтора, входящий в состав этой молекулы, обладает одним неспаренным электроном, который и участвует в образовании ковалентной связи. Атом бериллия в невозбужденном состоянии неспаренных электронов не имеет. Поэтому для участия в образовании хс должен перейти в возбужденное состояние. Бериллий – 2s2p, 2фтор – p. При затрате некоторой энергии при исходных s и p орбиталей атома бериллия могут образоваться две равноценные sp-орбитали (гибридные). Sp-орбитали вытянуты в противоположном направлении. Благодаря этому достигается более полное перекрывание взаимодействующих электронных облаков, и образуются более прочные хс.
Рассмотренный случай гибридизации одной s и одной p-орбиталей называется sp-гибридизацией(линейное строение молекулы).
