Тема 2 химическая связь

Теория химического строения А.М. Бутлерова (1861) — свойства соединений зависят от природы и числа составляющих их частиц и их химического строения.

Химическая связь:___________________________________________

_______________________________________________________________

Условия образования химической связи:

1) снижение общей энергии многоатомной системы по сравнению с суммарной энергией изолированных частиц, из которых эта система образована;

2) перераспределение электронной плотности в области химической связи по сравнению с простым наложением электронных плотностей несвязанных атомов, сближенных на расстояние связи.

Основные типы химической связи

(распределение электронной плотности между ядрами)

• _________________________________________________________

• _________________________________________________________

• _________________________________________________________

• _________________________________________________________

• _________________________________________________________

Параметры химической связи

1. Энергия связи Е_св, кДж/моль:_________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________

Чем больше энергия химической связи, тем устойчивее молекулы.

2. Длина связи lсв, нм: ________________________________________

_______________________________________________________________

l_св зависит от размеров электронных оболочек и степени их перекры-вания.

3. Кратность связи: _________________________________________

_______________________________________________________________

Чем меньше l_св, тем больше E_св и устойчивее молекула.

Чем выше кратность связи, тем больше E_св и устойчивее молекула.

4. Угол связи или валентный угол: _____________________________

_______________________________________________________________

Молекула Н₂О:

l_св (Н-О) = ___________________

Угол связи Н-О-Н = ___________

Е_св(Н-О) = _______________________ кДж/моль

КОВАЛЕНТНАЯ СВЯЗЬ

Слово «ковалентная» означает совместно действующая.

Существуют два квантово-механических подхода к описанию ковалентной связи: метод валентных связей (ВС) и метод молекулярных орбиталей (МО).

Метод валентных связей

Основоположники метода — немецкие ученые У. Гейтлер и Ф. Лондон (1927).

При взаимодействии двух атомов водорода:

Н + Н = Н₂

рассматриваются два случая.

Из уравнения Шредингера следует Е_сист = f (r), где r — расстояние между ядрами атомов водорода.

Устойчивое состояние молекулы — минимальная потенциальная энергия геометрической структуры.

Основные положения метода валентных связей:

а) связь образуется в результате перекрывания АО с образованием связывающих электронных пар, локализованных в пространстве между ядрами (обобществление двух электронов);

б) химическая связь образуется взаимодействием электронов с антипараллельными спинами (по принципу Паули);

в) связь направлена в сторону максимального перекрывания АО реагирующих атомов;

Механизмы образования ковалентной связи

Обменный механизм — каждый из двух связываемых атомов выделяет для обобществленной пары по одному неспаренному электрону.

Донорно-акцепторный механизм — образование общей электронной пары за счет перекрывания неподеленной пары электронов одного атома (донора) и вакантной орбитали другого атома (акцептора).

Ион аммония NН₄⁺ (NН₃ + Н⁺ ® NН₄⁺)

Дативный механизм — атомные орбитали одного атома могут выступать одновременно в роли и донора, и акцептора неподеленных пар электронов.

Образование молекулы Cl₂

Е_св(Сl₂) = 243 кДж/моль выше, чем Е_св(F₂) = 159 кДж/моль, несмотря на то, что l_св(Сl₂) больше, чем l_св(F₂).

l_св(Сl₂) =___________ l_св(F₂) = ______________