Молекулярных орбиталей метод и метод валентных связей

Мы рассмотрели представления о химической связи с позиций метода молекулярных орбиталей и метода валентных связей (схем). Пользуясь этими теориями, объяснили некоторые конкретные примеры строения молекул, рассмотрели влияние строения молекул на их свойства. Эти приближенные теории помогают ориентироваться в большом многообразии экспериментальных данных. Однако, несмотря на большие успехи в развитии учения о химической связи, теорию, способную количественно предсказать свойства огромного разнообразия веществ, еще предстоит разработать. [c.74]

Описание химической связи в методе молекулярных орбиталей (МО). Метод валентных связей (МВС) широко используется химиками. В рамках этого метода большая и сложная молекула рассматривается как состоящая из отдельных двухцентровых и двухэлектронных связей. Принимается, что электроны, обусловливающие химическую связь, локализованы (расположены) между двумя атомами. К большинству молекул метод валентных связей может быть применен с успехом. Однако имеется ряд молекул, к которым этот метод неприменим или его выводы находятся в противоречии с опытом. [c.117]

Механизм образования комплексных соединений, прежде всего взаимодействие между комплексообразователем и лигандами, природа связи между ними, в современной химии описывается с помощью различных квантовомеханических методов — метода валентных связей, электростатических представлений (теории кристаллического поля), метода молекулярных орбиталей и теории поля лигандов. [c.167]

Чтобы разобраться в причине различия результатов вычисления энергии методом молекулярных орбиталей и методом валентных связей в пределе изолированных атомов, сравним выражения (10.7) и (10.12). При стремлении Я к бесконечности члены 5, аа ЬЬ), аЬ аЬ), аа аЬ), В аа) и А аЬ) становятся равными нулю [см. выражения (10.8)]. Следовательно, [c.216]

Следует отметить, что для молекулярного иона водорода оба метода — и простой метод молекулярных, орбиталей, и метод валентных связей — приводят к одинаковым значениям энергии и длины связи. Это обусловлено тем, что функция 11)г представляет структуру, в которой электрон связан только с ядром А, т. е. является атомной орбиталью А и идентична одной из исходных атомных орбиталей (фд) метода ЛКАО аналогично три идентична фв. В обоих методах используются линейные комбинации, но в методе валентных связей комбинируются гипотетические структуры , а в методе молекулярных орбиталей используются обычные одноэлектронные функции — атомные орбитали. Для более сложных молекул функции, из которых образуются линейные комбинации, уже не будут одни и те же в обоих методах, и тогда разница между двумя [c.80]

Мы видели, что даже для атомов точное решение волнового уравнения связано с непреодолимыми трудностями еше значительно труднее решить его для молекул. Поэтому развитие теории молекул требует более грубых приближений. Существуют два основных приближения, известных под названиями метода молекулярных орбиталей и метода валентных связей. Сторонники того или другого метода часто подчеркивали большую наглядность с химической точки зрения и более высокую точность предпочитаемого ими метода. К сожалению, оба они не достаточно полны и не вполне удовлетворительны. Однако, несмотря на их значительное различие, большинство выводов согласуется между собой. Поэтому мы не вправе произвольно игнорировать тот или другой метод и в данной книге будем пользоваться ими обоими. Интересно также сравнить между собой интерпретации химической связи, даваемые этими методами. [c.84]

Таким образом, метод молекулярных орбиталей объединяет метод валентных связей и теорию кристаллического поля, включая их в себя как частные случаи, [12, 68]. [c.294]

Точное решение волнового уравнения для атомов, не подобных водороду, связано с непреодолимыми трудностями. Еще труднее решить его для молекул. Однако возможны некоторые приближения. Такими приближениями являются метод молекулярных орбиталей и метод валентных связей. [c.28]

О появятся две электронные пары и неспаренных электронов в молекуле О2 не будет. Однако исследование магнитных свойств кислорода свидетельствует о том, что в молекуле О2 имеются два неспаренных электрона. Ряд исследователей предприняли попытки усовершенствовать метод валентных связей и сделать его пригодным для истолкования этих ф актов. Однако более плодотворным оказался другой подход к объяснению и расчету ковалентной связи, получивший название метода молекулярных орбиталей (сокращенное обозначение метод МО). Значительный вклад в его [c.99]

Оглавление показывает, что в названиях отдельных глав и их последовательности, т. е. в выборе содержания и построения книги, авторы довольно близко следовали книге Коулсона. В начальных главах даны элементы квантовой механики, теории валентности и теории атомных спектров. Далее излагаются основные методы теории электронных оболочек молекул — метод молекулярных орбиталей и метод валентных связей — в применении к двухатомным и затем к многоатомным молекулам. В последующих главах рассматриваются теория поля лигандов, д-электронное приближение в органической химии и некоторые специфические типы химических связей. [c.5]

При разработке теории строения молекул в начале 30-х годов возникли и затем развивались два метода —метод валентных связей, ВС-метод (разрабатывался Полингом, Слейтером и другими на основе работы Гейтлера и Лондона) и метод молекулярных орбиталей, МО-метод (развивался Малликеном, Гундом, Герцбергом, Хюкке-лем и др.) В высших своих приближениях они приводят к практически одинаковым результатам, достигаемым, однако, разной ценой. В более простом приближении каждый из них обладает преимуществами в описании одних явлений и недостатками при описании других. [c.56]

Взаимодействие между комплексообразователем и лигандами, природу связи между ними объясняют с помощью различных методов метода валентных связей (см. гл.З 3.2), метода молекулярных орбиталей (см. гл. 3 3.6) и, наконец, с помощью электростатической теории, рассматривающей взаимодействие химических частиц как взаимодействие жестких шаров, обладающих определенным электрическим зарядом. Электростатическая теория развилась в теорию кристалличе- [c.158]

В настоящее время природу координационной связи можно описать тремя методами методом валентных связей, теории кристаллического поля и методом молекулярных орбиталей. Суть двух из них была изложена в общем виде в гл. 6 Химическая связь . Здесь мы остановимся на применении этих теорий к объяснению связи в координационных соединениях. [c.378]

Каковы основные различия между методом молекулярных орбиталей и методом валентных схем Метод молекулярных орбиталей начинается с комбинации атомных орбиталей и образования молекулярных орбиталей. Затем на эти молекулярные орбитали помещаются электроны (по возможности со спаренными спинами). Поскольку связывающие молекулярные орбитали охватывают оба связанных атома, такая молекулярная орбиталь обобществляет два электрона между двумя атомами. В методе валентных схем каждый электрон, участвующий в образовании связи, обобществляется между двумя связанными атомами благодаря смешиванию электронных кон фигураций (резонанс ) [c.66]

Строгое решение уравнения Шредингера для числа электронов, обычного для органических соединений, невозможно или нецелесообразно, поэтому были введены упрощенные модели и предложены методы их изучения. Наибольшую популярность получили две модели и два связанных с ними метода — метод валентных связей и метод молекулярных орбиталей. [c.74]

Для объяснения химической связи в настоящее время применяются в основном два метода метод валентных связей (МВС) и метод молекулярных орбиталей (ММО). Метод валентных связей исходит из того, что в образовании химической связи участвуют либо только неспаренные электроны атомов, либо свободные орбитали одного атома и электронная пара другого. В методе молекулярных орбиталей считается, что все электроны атомов участвуют в образовании молекулярных орбиталей. Метод молекулярных орбиталей менее наглядный, но более строгий, чем метод валентных связей. [c.41]

Большинство книг о химической связи следует хронологическому принципу изложения. Вначале вводят два основных ме тода теории валентности метод молекулярных орбиталей и метод валентных схем, которые сначала применяют к простым системам типа и Нг, математически строгое рассмотрение которых было возможно даже в 30-е годы. Далее обычно переходят к обсуждению эмпирических теорий, таких, как теория Хюккеля и теория поля лигандов, и в зависимости от уровня, на котором написана книга, в ней излагают некоторые более усовершенствованные эмпирические и неэмпирические теории, развитые в последние годы. Именно в этом стиле написана наша книга Теория валентности , опубликованная в 1965 г. [c.9]

Метод валентных связей и метод молекулярных орбиталей [c.54]

Так как валентный штрих в методе локализованных пар сопоставляется с локализованной парой электронов, то приведенным двум формулам Кекуле соответствуют по меньшей мере два разных распределения электронной плотности. Но для молекулы в стационарном состоянии существует одно-единственное распределение. Поэтому в методе валентных связей реальное распределение электронной плотности молекулы бензола надо представить как наложение по меньшей мере двух распределений локализованных пар, а для более точной картины—пяти распределений. Это значительно усложняет метод, не облегчая восприятия реальности. Для более сложных молекул число используемых при их описании валентных схем стремительно возрастает. Метод полностью утрачивает преимущества наглядности, а в расчете молекулярных свойств становится менее удобным, чем метод молекулярных орбиталей. [c.58]

В 30-е годы аналогичные расчеты методом молекулярных орбиталей провел и Э. Хюккель. Сопоставление результатов расчета энергии стабилизации обоими методами, которое сделали в 1934 г., с одной стороны, Хюккель, а с другой — Уэланд, привело их в общем к противоположным оценкам. Однако в работе Хюккеля содержались важные результаты предсказательного характера. Хюккель показал, почему циклобутадиен и циклооктатетраен не имеют ароматических свойств (между тем Уэланд нашел энергию резонанса для циклобутадиена равной а), почему, далее, циклические ионы СбЩ и С7Н7 должны ими обладать. Хюккель установил свое известное правило существования арометических систем с 4и -Ь 2 л-электро-нами, что позволило, в частности, предсказать существование не-бензоидных ароматических систем , тогда как метод валентных связей приводил здесь к противоположным выводам. Со временем эти факты послужили одной из причин того, что в квантовой химии стали отдавать предпочтение методу молекулярных орбиталей. [c.78]

Для описания химической связи в молекулах в настоящее время широкое распространение получили два метода метод валентных связей (метод ВС) и метод молекулярных орбиталей (метод МО). В развитии этих методов особая заслуга принадлежит Л. Полингу (метод ВС) и Р. Малли-кену (метод МО). Ценный вклад в разработку теории химической связи внесли советские ученые Я- К. Сыркин и М. Е. Дяткина. [c.55]

Сейчас полезно сравнить описание молекулы водорода в рамках метода молекулярных орбиталей и метода валентных связей. Чтобы сделать это, следует более детально исследовать компоненты, из которых построены их волновые функции. Рассмотрим сначала метод молекулярных орбиталей. Если пренебречь межэлектронным отталкиванием, вероятность обнаружить электрон 1 в элементе объема dvi не будет зависеть от вероятности обнаружить электрон 2 в элементе объема dvz ( ildv). Поэтому вероятность того, что электрон 1 находится в элементе объема dvi и одновременно электрон 2 находится в элементе объема dv2, является произведением вероятностей [y idvi ldvi). Поэтому волновая функция 1])+, описывающая молекулу, представляется в виде произведения r iit)2 волновых функций отдельных электронов. Мы уже видели (см. стр. 63), что если пользоваться методом молекулярных орбиталей, молекулярная волновая функция для связывающего электрона представляется в виде суммы атомных орбиталей [c.82]

Первые четыре главы книги, имеющие вводный характер, посвящены изложению основных свойств шредингеровского уравнения для электронов изолированной молекулы в нерелятивистском приближении и приближении фиксированных атомных ядер, а также предварительных математических сведений и изложению самых общих концепций и методов в рассматриваемой области. В гл. 5 и 6 излагаются метод молекулярных орбиталей и метод валентных связей с ними связаны два традиционных подхода в квантовомеханической теории молекул к проблеме определения приближенных молекулярных электронных волновых функций. В гЛ. 7 дается обзор недавних достижений в рассматриваемой области в гл. 8 рассматриваются важные вопросы влияния внешних электромагнитных полей на молекулу и показано, как следует изменять уравнение Шредингера и его решения, если включать в него эффекты электромагнитных взаимодействий и релятивистские эффекты. Наконец, в последней главе (гл. 9) авторы иллюстрируют конкретные приложения излагаемых в книге теоретических методов на примерах вычислений для различных молекул. [c.7]

Поскольку точное решение уравнения Шредингера для атомномолекулярных систем невозможно, возникли различные приближенные методы расчета волновой функции, а следовательно, распределения электронной плотности в молекуле. Наиболее широкое распространение получили два метода метод валентных связей (ВС) и метод молекулярных орбиталей (МО). В развитии первого метода особая заслуга принадлежит Гайтлёру й Лондону, Слетеру и Полингу. Развитие второго метода связано в основном с именами Малликена и Хунда. [c.58]

Взаимодействие между комплексообразователем и лигандами, природу связи, между ними объясняют с помсццью различных методов метода валентных связей (см. гл. Ill, 2), метода молекулярных орбиталей (см. гл. III, 6) и, наконец, с помощью электростатической теории, рассматривающей взаимодействие химических частиц как взаимодействие жестких шаров, обладающих определенным электрическим зарядом. Электростатическая теория развилась в теорию кристаллического поля, которая, в свою очередь, в сочетании с методом молекулярных орбиталей дала наиболее полную теорию связи в комплексах — теорию поля лигандов. [c.121]

Классич. теория хим. строения и первонач. электронные представления оказались не в состоянии удовлетворительно описать на языке структурных ф-л строение мн. соед., напр, ароматических. Совр. теория связи в орг. соед. основана гл. обр. на понятии орбиталей и использует молекулярных орбиталей методы. Интенсивно развиваются квантовохим. методы, объективность к-рых определяется тем, что в их основе лежит аппарат квантовой механики, единственно пригодный для изучения явлений микромира. Методы мол. орбиталей в О. х. развивались от тостого метода Хюккеля к валентных связей методу, ЛКЛО-приближению и др. Широко используются представления о гибридизации атомных орбиталей. Этап проникновения орбитальных концепций в О.х. открыла резонанса теория Л. Полинга (1931-33) и далее работы К. Фукуи, Вудворда и Р. Хофмана о роли граничных орбиталей в определении направления хим. р-щга. Теория резонанса до сих пор широко используется в О. X, как метод описания строения одной молекулы набором канонич. структур с одинаковым положением ядер, но с разньтм распределением электронов. [c.398]

Книга всесторонне и доходчиво, а самое главное методологически правильно знакомит с теорией химической связи и результатами ее применения к описанию строения и свойств соединений различных классов. Сначала изложены доквантовые идеи Дж. Льюиса о валентных (льюис овых) структурах и показано, что уже на основе представлений об обобществлении электронных пар и простого правила октета при помощи логических рассуждений о кратности связей и формальных зарядах на атомах удается без сложных математических выкладок, как говорится на пальцах , объяснить строение и свойства многих молекул. По существу, с этого начинается ознакомление с пронизывающими всю современную химию воззрениями и терминами одного из двух основных подходов в квантовой теории химического строения-метода валентных связей (ВС). К сожалению, несмотря на простоту и интуитивную привлекательность этих представлений, метод ВС очень сложен в вычислительном отношении и не позволяет на качественном уровне решать вопрос об энергетике электронных состояний молекул, без чего нельзя судить о их строении. Поэтому далее квантовая теория химической связи излагается, в основном, в рамках другого подхода-метода молекулярных орбиталей (МО). На примере двухатомных молекул вводятся важнейшие представления теории МО об орбитальном перекрывании и энергетических уровнях МО, их связывающем характере и узловых свойствах, а также о симметрии МО. Все это завершается построением обобщенных диаграмм МО для гомоядерных и гете-роядерных двухатомных молекул и обсуждением с их помощью строения и свойств многих конкретных систем попутно выясняется, что некоторые свойства молекул (например, магнитные) удается объяснить только на основе квантовой теории МО. Далее теория МО применяется к многоатомным молекулам, причем в одних случаях это делается в терминах локализованных МО (сходных с представлениями о направленных связях метода ВС) и для их конструирования вводится гибридизация атомных орбиталей, а в других-приходится обращаться к делокализованным МО. Обсуждение всех этих вопросов завершается интересно написанным разделом о возможностях молекулярной спектроскопии при установленни строения соединений здесь поясняются принципы колебательной спектро- [c.6]

По существу дилемма локализация — делокализация возникла в период становления квантовой химии как самостоятельного раздела науки. Она нашла свое практическое выражение в двух основ ных подходах к расчету молекулярных систем — в методах валентных связей (метод ВС) и молекулярных орбиталей (метод МО), определивших развитие этой области теоретической химии на многие годы. Если метод ВС основан на концепции двухэлектронных локализованных связей, которая соответствует обширным экспериментальным данным структурной химии о локализованном характере о бычных химических связей, то метод МО, представляющий собой распространение оболочечной модели атома на случай молекулы, приводит к описанию электронной структуры в терминах делокализованных одноэлектронных волновых функций. Впоследствии выявилась ограниченность обоих подходов последующее их уточнение сближа>ло получаемые результаты и их физическую интерпретацию. Действительно, учет резонансных и ионных структур вводит в метод ВС элементы делокализации, а учет конфигурационного взаимодействия (КВ) в методе МО приводит к более локализованным электро-нным структурам. [c.5]

До сих пор в основном рассматривалась природа связи в двухатомных молекулах, хотя в предыдущей главе при описании резонанса и были сделаны определенные предположения о форме молекул. Сейчас приступим к обсуждению образования связей в молекулах, в которых центральный атом связан более чем с одним соседом. Рассмотрение может быть проведено в рамках как метода молекулярных орбиталей, так и валентных связей. Однако во многих случаях можно предсказать форму ковалентных молекул и без этих методов, исходя из простого предположения, что электрон- ные пары стремятся расположиться так, чтобы находиться возможно дальше друг от друга. Например, можно предположить, что в ряду хлоридов ВеС1г (в газовой фазе), ВСЬ и ССЬ атом хлора присоединен к бериллию, бору или углероду простой двухэлектронной связью, тогда взаимное отталкивание этих электронных пар должно придать молекулам линейную, плоскую тригональную и тетраэдрическую формы соответственно. Они приведены на рис. 8.1. [c.91]

В ходе нашего обсуждения молекулы водорода с помощ,ью ме тодов молекулярных орбиталей (МО) и валентных связей (ВС) образование связи объяснялось перекрыванием атомных орбиталей двух атомов водорода. Это понятие имеет большое значение при обсуждении направленной валентности и теперь следует обсудить его "более подробно. Оба приближенных метода дают выражение для энергии связи, в которое входит определенный интеграл вида / фдфв У, (интегрирование проводится по всему пространству). Когда фА и фв малы, интеграл будет очень мал он становится существенным в области, где фа и фв одновременно имеют большие значения, т. е. когда атомные орбитали занимают одну и ту же область пространства. [c.95]

Для кванто1ю-,м( .чаничсского описания ковалентной связн и строения молекул могут быть примснсш, два подхода метод валентных связей н метод молекулярных орбиталей. [c.55]