МЕТОД ВАЛЕНТНЫХ СВЯЗЕЙ
В основе метода валентных связей (МВС) лежит принцип образования гибридных молекулярных орбиталей.
Теория гибридизации валентных орбиталей по методу валентных связей (ВС) дает представление о пространственной конфигурации молекул и комплексных ионов. Согласно этому представлению химические связи образуются за счет перекрывания гибридных (видоизмененных) атомных орбиталей, которые приведены все к одному виду – вытянутые в одном направлении от ядра. В этом случае достигается максимальное перекрывание электронных облаков, а, следовательно, и химическая связь, образовавшаяся с участием электрона гибридной орбитали должна быть прочной.
Такая деформация электронных облаков требует затраты энергии, однако эти затраты компенсируются образованием более прочных химических связей. Тип гибридизации определяется числом атомных орбиталей участвующих в химической связи.
В гибридизации может принимать участие разное число АО разного типа. Обычно от 2 до 6. Рассмотрим наиболее типичные случаи.
sp-гибридизация имеет место при участии двух орбиталей: одной s-
и одной р- атомных орбиталей. При этом в соответствии с условиями гибридизации должны образоваться две равноценные и симметрично расположенные в пространстве, как это представлено на рис. 7, sp-гибридные орбитали.
 |
 |
Рассмотрим образование гидрида бериллия ВеН2. В нормальном состоянии атом бериллия (схема 8) не содержит неспаренных электронов, оба его валентных 2s-электрона спарены и не могут участвовать в образовании сразу двух ковалентных связей. Для этого требуется переход атома Ве в возбуждённое состояние (схема 9).
 |
В возбуждённом состоянии атом бериллия имеет во внешнем слое два неспаренных электрона, что позволяет показать образование молекулы типа ВеХ2 следующим образом:
В случае образования отдельных молекул типа ВеХ2 они должны иметь линейную форму (рис.3.4.) и одинаковую прочность связей.
 |
sp2-гибридизация имеет место при участии трёх орбиталей: одной s- и двух р-орбиталей. При этом образуются три равноценные и симметричные sp2 - гибридные орбитали, которые располагаются в одной плоскости с валентными углами 120º (рис.3.4.).
Для удобства в качестве примера рассмотрим соединение бора в виде ВН3. Поскольку в нормальном состоянии атом бора содержит только один неспаренный электрон вместо необходимых трёх, то необходимо перевести атом бора в возбуждённое состояние (схема 10).
 |
 |
Исходя из представленной схемы (10), делается вывод, что при образовании молекул типа ВХ3 имеет место sp2-гибридизация, поэтому они будут иметь форму правильного треугольника (рис.3.5.) и все связи В–Х будут равноценны.
При sp3-гибридизации требуется участие одной s- и трёх р-орбиталей. В этом случае образуются четыре одинаковых sp3-ГО. Поскольку три р-орбитали располагаются в пространстве, то и расположение ГО будет пространственным, направленным в силу симметрии к вершинам соответствующей правильной объёмной фигуры – тетраэдра.
Такой тип гибридизации имеет место, например, в возбуждённом атоме углерода при образовании молекулы метана СН4 (схемы 6 и 7), имеющей тетраэдрическую конфигурацию (рис.3.6.).
 |
У элементов третьего и более высоких периодов в гибридизации способны участвовать и d-орбитали. Наиболее типичными являются sp3d2 – гибридизация, реже sp2d и sp3d, предполагается существование и более экзотических случаев гибридизации.
Дата добавления: 2015-09-29; просмотров: 1178;