Волновое уравнение Шрёдингера для стационарного состояния можно записать следующим образом: Нy = Еy, где Н – квантово-механический оператор полной энергии Гамильтона, y - волновая функция электрона в атоме.
Результаты квантово-механического расчета молекулы водорода методом валентных связей с использованием различного числа волновых функций yпоказывают, что главные положения МВС можно сформулировать так:
1) ковалентную связь образуют два электрона с антипараллельными спинами;
2) при образовании ковалентной связи происходит перекрывание волновых функций электронов и между взаимодействующими атомами увеличивается плотность электронного облака (15—20%), что приводит к уменьшению энергии системы;
3) ковалентная связь направлена в сторону максимального перекрытия электронных облаков взаимодействующих атомов (критерий наибольшего перекрывания).
Согласно МВС, пребывание двух электронов с антипараллельными спинами в поле двух ядер энергетически более выгодно, чем нахождение каждого электрона в поле своего ядра. Способ образования ковалентной связи, когда каждый из взаимодействующих атомов отдает по одному электрону для образования общей электронной пары, называется обменным.
|
|
Однако помимо обменного механизма образования ковалентной связи существует и другой, заключающийся в том, что один атом отдает в общее пользование неподеленную пару электронов, а партнер предоставляет свободную орбиталь. Первый называется донором, а второй — акцептором. Ковалентную связь, образующуюся за счет неподеленной пары электронов донора и свободной орбитали акцептора, называют донорно-акцепторной связью. Схематически ее образование может быть показано на примере образования молекулы монооксида углерода СО: