14. Метод валентных связей.

Метод валентных связей (МВС) иначе называют теорией локализованных электронных пар, поскольку в основе метода лежит предположение, что химическая связь между двумя атомами осуществляется с помощью одной или нескольких электронных пар, которые локализованы преимущественно между ними. Число элементарных химических связей, которые способен образовывать атом или ион, равно его валентности. В образовании химической связи принимают участие валентные электроны. Ковалентна связь образуется 2мя электронами с противоположно направленными спинами, причём образующаяся пара принадлежит обоим атомам. Ковалентна связь тем прочнее, чем эффективнее перекрывание электронных орбиталей, участвующих в образовании связи.

Принцип локализованных связей имеет ряд важных преимуществ, одно из которых его чрезвычайная наглядность. МВС достаточно хорошо, например, предсказывает валентные возможности атомов и геометрию образующейся молекулы.

С игма связь — образуется на линии перекрывания орбиталей:

Пи-связь — по обе стороны от линии связи:

Д ельта-связь — перекрывание 2х параллелных d-орбиталей.

15. Концепция гибридизации.

Идея гибридизации пренадлежит американскому химику Полингу. Это гипотетический процесс смешения разных по форме, но близких по энергии орбиталей, приводящих к образованию такого же числа одинаковых по объёму и форме гибридных орбиталей. В образовании ковалентных связей принимают участие как s- так р-электроны, орюитали которых имеют разную форму и направленность в пространстве. Вместе с тем связи. Которые образуются при их участии, оказываются равноценными и расположенными симметрично. В рамках электронной теории химической связи эти факты объясняются на основе концепции гибридизации атомных валентных орбиталей. Согласно данной концепции в образовании ковалентных связей участвуют не «чистые», а так называемые гибридные, усреднённые по форме и размерам (а следовательно и по энергии) орбитали. Число таких орбиталей равно числу исходных орбиталей. Гибридные орбитали более вытянуты в пространстве, что обеспечивает их более полное перекрывание с орбиталями соседних атомов при образовании связей. Гибридные орбитали, вследствие особой симметрии, в образовании пи-связей участия не принимают, так как не могут обеспечить перекрывание между собой в двух областях пространства по обе стороны от линии связи.

У словия устойчивой гибридизации: 1) В ней могут участвовать орбитали с близкими значениями энергий, т.е. s- и р-орбитали внешнего энергитического уровня или предвнешнего уровня. 2) Гибридная атомная орбиталь должна более полно перекрываться с орбиталями другого атома при образовании связей; 3) в гибридизации участвуют орбитали с достаточно высокой электронной плотностью, которыми в большинстве случаев являются орбитали элементов начальных периодов; 4) гибридные орбитали должны быть ориентированы в пространстве таким образом, чтобы обеспечить максимальное взаимное удаление друг от друга. Ориентация гибридных орбиталей в пространстве определяет геометрическую структуру молекулы и молекулярных ионов. Так, при комбинации одной s- и одной р-орбитали возникают две sp-гибридные орбитали, расположенные симметрично под углом 180. Соответственно связи, образованные с участием электронов этих орбиталей также располагаются под углом 180 — линейная конфигурация. Комбинация трёх орбиталей (одной s- и двух р-типа) приводит к образованию трёх sp²-гибридных орбиталей, расположенных в одной плоскости под углом 120 — треугольная конфигурация. Комбинация четырёх орбиталей (одной s- и трёх р-типа) приводит к sp³-гибридизации, при которой четыре гибридные орбитали симметрично ориентированы в пространстве к четырём вершинам тетраэдра — тетраэдрическая конфигурация.