ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Полярность молекул. Геометрическая структура молекул из "Задачи и упражнения по общей химии Издание 12" Описание химической связи в любой молекуле есть, по существу, описание распределения в ней электронной плотности. По характеру этого распределения химические связи традиционно подразделяют на ковалентные, ионные и металлические . [c.52] Ковалентная связь — химическая связь между двумя атомами, осуществляемая общей для этих атомов парой электронов (Нг, СЬ и г. п.). [c.52] Ионная связь — результат электростатического взаимодействия противоположно заряженных ионов, обла-дающх обособленными друг от друга электронными оболочками (Сз+Р-, Ыа+С1 и т. п.). [c.52] Чисто ионная связь представляет собой лишь предельный случай. В подавляющем большинстве молекул химические связи имеют характер, промежуточный между чисто ковалентными и чисто ионными связями. Это полярные ковалентные связи, которые осуществляются общей для двух атомов парой электронов, смещенной к ядру одного из атомов-па ртнеров. Если такое смещение невелико, то связь по своему характеру приближается к чисто ковалентной чем это смещение больше, тем ближе связь к чисто ионной. [c.52] Для квантово-механического описания ковалентной связи и строения молекул могут быть применены два подхода метод валентных связей и метод молекулярных орбиталей. [c.53] Углерод (1x2 2 2 2р ). может образовать, подобно кремнию, со диненпе Ср4. но при этом валентные возможности углерода будут исчерпаны (нет неспаренных электронов, неподеленных пар электронов и вакантных орбиталей на валентном уровне). Ион Ср обра зеваться не может. [c.54] Метод молекулярных орбиталей исходит из предположения, что состояние электронов в молекуле может быть описано как совокупность молекулярных электронных орбиталей (молекулярных электронных облаков), причем каждой молекулярной орбитали (МО) со ответствует определенный набор молекулярных квантовых чисел. Как и в любой другой многоэлектронной системе, в молекуле сохраняет свою справедливость принцип Паули, так что на каждой МО могут находиться не более двух электронов, которые должны обладать противоположно направленными спинами. Действует также правило Хунда, согласно которому минимальной энергии молекулы соответствует такое распределение электронов по энергетически равноценным орбиталям, при котором абсолютное значение суммарного спина молекулы максимально. Если на МО имеются неспаренные электроны, мо.текула парамагнитна если все электроны спарены — диамагнитна. [c.55] В частном случае молекулярное электронное облако может быть сосредоточено вблизи одного из атомных ядер, входящих, в состав молекулы такой атомный электрон практически принадлежит одному атому и не принимает участия в образовании связи. Подобные МО называют несвязывающими, по энергии они соответствуют АО изолированных атомов. [c.55] Если преобладающая часть электронного облака принадлежит двум или нескольким ядрам, это отвечает образованию двух- или многоцентровых связей соответственно. В подобных случаях молекулярная волновая функция может быть представлена в виде линейной комбинации атомных волновых функций взаимодействующих электронов (метод линейной комбинации атомных орбиталей — МО Л КАО). [c.55] В общем случае из п исходных АО образуется п МО. Химическая связь между атомами реализуется в том случае, когда число электронов на связывающих МО превышает число электронов на разрыхляющих МО. Под кратностью (порядком) связи в методе МО понимают полуразность числа связывающих и числа разрыхляющих электронов. Ординарная связь соответствует двум связывающим электронам, некомпенсированным разрыхляющими электронами. [c.56] Чем выше кратность связи, тем меньше длина связи и больше энергия разрыва связи. [c.56] Пример 4. Объяснить с позиций метода МО возможность существования молекулярного иона Не и невозможность существования молекулы Неа. [c.56] На связывающей орбитали размещены два электрона, а на разрыхляющей— одв . Следовательно, кратность связи в этом ионе равна 0,5, и он должен быть энергетически устойчивым. [c.56] Напротив, молекула Нег должна быть энергетически неустойчива, поскольку из четырех электронов, которые должны разместиться на МО, два займут связывающую МО, а два — разрыхляющую. Следовательно, образование молекулы Нег не будет сопровождаться выделением энергии. Кратность связи в этом случае равна нулю — молекула не образуется. [c.56] Пример 5. Какая из молекул — Ва или Са характеризуется более высокой энергией диссоциации на атомы Сопоставить магнитные свойства этих молекул. [c.57] Р е ш е н и е. Составив энергетические схемы образования рассматриваемых частиц (рис. 3), заключаем, ато кратность связи в N и N соответственно равна 2,5 и 3. Наименьшей длиной связи характеризуется ион N , в котором кратность связи между. атомами наибольшая. [c.58] Потому, что 1) в невозбужденном атоме углерода имеются два неспаренных электрона 2) атом углерода может быть акцептором электронной пары 3) в атоме углерода имеются четыре валентных электрона. [c.60] Вернуться к основной статье