ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Классификация молекулярных орбиталей Виды химической связи из "Общая химия 2000" Классификацию МО осуществляют различными способами, но главные — классификации по энергии и по симметрии МО. Выше мы видели, что получаемые в результате решения уравнения Шредингера энергии молекулярных орбиталей отличаются от энергий АО. На некоторых из МО нахождение электрона будет энергетически более выгодным, чем его движение, описываемое исходной АО (см. схему 4.1). [c.110] Такая МО, энергия которой ниже энергии исходной АО, как нам уже известно, называется связывающей МО. В общем случае онгГобозначается как Связывающие МО обеспечивают такое распределение электронной плотности в молекуле, что энергия притяжения ядер к ней и понижение кинетической энергии электронов по абсолютной величине превышают энергию межъядерного и межэлектронного отталкивания в молекуле. Вид связывающих МО таков, что они как бы охватывают взаимодействующие атомы (см. ниже схемы взаимодействия орбиталей разного типа). [c.110] энергия которой выше энергии исходной АО, называется разрыхляющей МО (Ф ) (см. схему 4.3). [c.110] Разрыхляющая МО по своему составу всегда включает АО с такими вкладами, что электронная плотность между взаимодействующими атомами стремится к нулю. Это и вызывает превышение сил отталкивания над силами притяжения. [c.110] Положение АО на шкале энергий определяется значением энергии ионизации атома, отвечающей удалению электрона, описываемого данной орбиталью, на бесконечно большое расстояние. Такая энергия ионизации называется орбитальной энергией ионизации. Так, для атома кислорода возможны типы ионизэл ции, когда удаляется электрон с 2р- или с 2з-электронной подоболочки. Удаление 2р-электрона требует затраты энергии 13,61 эВ, а удаление 2в-электрона — 28,46 эВ. Поэтому 2р-А0 кислорода на энергетических диаграммах отмечается уровнем энергии (-13,61) эВ, а 2 -А0 — (-28,46) эВ. [c.111] Часто энергетические диаграммы образования МО из АО изображают качественно, без указания шкалы энергий, при этом указывают молекулярные орбитали. Такие диаграммы называются схемами МО конкретных молекул, которыми мы уже пользовались. [c.112] МО в молекулах, как и АО в атомах, характеризуются не только относительной энергией, но и определенной суммарной формой электронного облака. Аналогично тому, как в атомах имеются р-,. .. орбитали, самая простая МО, обеспечивающая связь между только двумя центрами (двухцентровая МО), может быть а-, тг-, -,. .. типа. МО разделяются на типы в зависимости от того, какой симметрией они обладают относительно линии, соединяющей ядра атомов относительно плоскости, проходящей через ядра молекулы и др. Это приводит к тому, что электронное облако МО различным образом распределяется в пространстве. [c.112] Разность энергий разрыхляющей и связывающей МО называется расщеплением энергетических уровней. Чем выше расщепление, тем больше энергии связывающей и разрыхляющей МО отличаются от энергий взаимодействующих АО, т. е. орбитали перекрываются больше, чем в других случаях. В связи с тем. [c.112] Расщепление энергий связывающей и разрыхляющей МО (говорят связывающий и разрыхляющий характер ) тем больше, чем ближе энергии электронов взаимодействующих АО и чем больше величина перекрывания орбиталей. [c.113] Кратко познакомившись с основными методами теории химической связи, перейдем к обсуждению ее свойств. Свойства химической связи проявляются в свойствах различных типов молекул, кристаллов и других объединений атомов и молекул. Ранее считалось, что и природа различных видов связи (ковалентной, ионной, металлической, водородной и др.) различна. Сегодня можно считать, что известные на сегодня виды химической связи едины по своей природе. Поэтому существует возможность единой их классификации. Химическую связь можно подразделить на различные виды. [c.113] В зависимости от расстояния, на котором проявляется химическая связь, ее делят на короткодействующую и дальнодействующую. Короткодействующая связь проявляется на расстояниях, близких к размерам атомов. Она осуществляется между атомами в молекуле, кристалле в пределах от 74 до 400 пм. Энергия разрыва короткодействующей химической связи находится в пределах от 40 до 1000 кДж/моль. В табл. 4.1 приведены длины и энергии разрыва отдельных видов таких связей. [c.113] Образование большинства известных молекул, существующих в изолированном состоянии, обусловлено наличием короткодействующих связей. Данный вид связи называют также сильной связью. [c.113] Хотя природа этих двух видов связи одинакова, но отличия имеются. Короткодействующие связи образуются в результате такого взаимодействия, что каждый электрон может быть описан самостоятельной волновой функцией — одноэлектронное приближение. Дальнодействующие же связи являются результатом коллективного движения электронов. [c.114] Каждый из перечисленных видов химической связи может видоизменяться в зависимости от различных признаков. Если в качестве такого признака выбрать степень перераспределения электронной плотности между атомами при образовании химической связи, то можно выделить связи неполярную, полярную и сильно полярную. Неполярная и полярная короткодействующая химическая связь является тем видом связи, который хорошо известен как ковалентная химическая связь. Сильно полярная химическая связь представлялась независимой от ковалентной связи и исторически получила название ионной. [c.114] В зависимости от степени обобществления электронной плотности химической связи между несколькими атомами различают локализованную и делокализо-ванную химическую связь. Локализованной связью называется такая химическая связь, электронная плотность которой сконцентрирована (локализована) в пределах двух наиболее близко расположенных друг к другу ядер атомов. Если электронная плотность химической связи распределена между тремя и более ядрами, то такая связь называется трехцентровой, многоцентровой, а в общем случае — делокализованной. Характер делокализации электронов химической связи может, в свою очередь, различаться по размерности пространства. Существуют связи, делокализованные в одном измерении, делокализованные в плоскости и делокализованные в трехмерном пространстве. Хорошо известная металлическая связь с позиций изложенной классификации является короткодействующей и дальнодействующей, неполярной, в высшей степени делокализованной (в трех измерениях) связью. [c.114] Различают также виды связи по их свойству обеспечивать связь только между ограниченным числом атомов. Такие связи называются насыщаемыми. В противном случае говорят о ненасыщаемости химической связи. [c.114] Также различают связи направленные и ненаправленные. Направленные химические связи — такие связи, энергия которых сильно зависит от расположения данной связи относительно других связей вокруг выбранного атома. [c.114] Ненаправленными связями считаются те, которые мало чувствительны к взаимной ориентации связей атома. [c.115] Вернуться к основной статье