Метод валентных связей
Ковалентность элемента
или его спинвалентность определяется числом неспаренных валентных
|
|
электронов |
|
в осно ном и возбуждённом состояниях атома |
|||
Механизмы образования ковалентной |
|
||
связи |
|
|
|
•Обменный |
|
|
|
•Донорно- |
|
|
|
акцепторный |
Орбитали |
||
Каждый атом дает по одному |
атомов |
||
неспаренному электрону |
|||
в общую электронную пару |
|
|
|
Объединенная |
|
||
орбиталь молекулы |
|
||
Один атом (донор) |
|
|
|
предоставляет электронную |
|
|
|
пару, |
|
|
|
а другой атом (акцептор) |
Донор |
Акцептор |
|
предоставляет для этой пары |
|||
|
|
||
свободную орбиталь |
|
|
|
Метод валентных связей
Свойства ковалентной связи |
||||||||||||
|
|
Насыщаемость Количество |
||||||||||
|
|
связей (обобществленных пар |
||||||||||
|
|
электронов), которые имеет атом, |
||||||||||
1.Энергия связи |
|
определяется числом орбиталей, |
||||||||||
|
|
|
|
способных участвовать |
||||||||
2.Длина связи |
II период – максимальная |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
в образовании связи |
|||||
3.Насыщаемость |
||||||||||||
|
валентность |
|||||||||||
4.Кратность связи |
не более IV |
|||||||||||
5.Направленность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
6.Полярность |
III период (s- и p-) – максимальная |
|||||||||||
валентность |
||||||||||||
7.Поляризуемость |
не более IX ( не всегда |
|||||||||||
|
реализуется) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Максимальная валентность атома зависит от положения элемента в
ПС
Метод валентных связей
Свойства ковалентной связи Кратность связи
число электронных пар, обобществлённых двумя соседними атомами молекулы в результате ковалентной химической связи.
1.Энергия связи Чем выше кратность связи, тем, как правило, меньше её длина и выше прочность.
2.Длина связи 3. Насыщаемость
4.Кратность связи
5.Направленность
6.Полярность
7.Поляризуемость
Метод валентных связей |
|||||||
Свойства ковалентной связи Направленност |
|||||||
1.Энергия связи |
|
|
2s |
2p |
S |
Hь |
|
|
|
|
|
|
|
||
2.Длина связи |
|
|
S |
|
|
92º33’ |
|
|
|
|
|
|
|||
3.Кратность связи |
|
H |
|
H |
H |
||
4.Насыщаемость |
|
|
1s 1s |
||||
|
|
|
H2S – нелинейная, |
||||
5.Направленность |
так как связь образована двумя |
||||||
6.Полярность |
|
|
находящимися под углом 90° |
||||
|
|
|
|
|
p-орбиталями серы, |
||
7.Поляризуемость |
|
Гибридизация смешение в |
|||||
|
СH4 |
|
|
||||
|
|
процессе образования химической связи разных по |
|||||
|
|
sp3 |
|
|
|
|
форме |
|
|
и энергии АО (s-, p-, d- или f) с образованием новых, |
|||||
|
|
|
но уже одинаковых по форме и энергии орбиталей |
||||
E p p p |
109º28’ |
|
|
|
В гибридизации участвуют |
||
|
|
близкие по значению энергии орбитали. |
|||||
q |
q q q |
|
|
Химические связи, образованные гибридными |
|||
s |
sp3 |
орбиталями, прочнее, а полученная молекула более |
|||||
|
|
|
|
|
устойчива |
||
Гибридизация – не физическое явление, а модель |
|
|
|||||
Свойства ковалентной |
|
|||
связи |
|
Направленност |
||
Тип |
|
Примерь |
||
|
||||
Формула |
|
Геометрия молекулы |
||
молекул |
гибридиза |
|||
ы |
|
ции |
|
|
AB2 |
|
sp |
Линейная |
BeH2 |
AB3 |
|
sp2 |
Треугольная |
BCl3 |
|
|
|
Угловая |
GeF2 |
AB4 |
|
sp3 |
Тетраэдр |
CH4 |
|
Тригональная пирамида |
NH3 |
||
|
|
|
Угловая |
H2O |
AB5 |
|
sp3d |
Тригональная бипирамида |
PF5 |
|
Дисфеноид («качели») |
SCl4 |
||
|
|
|
T-образная |
ICl3 |
|
|
|
Линейная |
XeF2 |
AB6 |
sp3d2 |
Октаэдр |
SF6 |
|
Квадратная пирамида |
IF5 |
|||
|
|
|
Квадрат |
XeF4 |
AB7 |
sp3d3 |
Пентагональная бипирамида |
IF7 |
|
|
|
|
Одношапочный октаэдр |
XeF6 |
Свойства ковалентной |
|
|||
связи |
Направленност |
|||
|
ь |
|||
Примеры г |
ибридизаци |
и орбиталей с неспаренными электронами |
||
|
||||
|
|
|||
B (*)
Cl—Be—Cl
Свойства ковалентной |
|
|
связиибридизаци |
Направленност |
|
|
ь |
|
Примеры г |
и орбиталей со спаренными электронами |
|
Свойства ковалентной связи
1.Энергия связи
2.Длина связи
3.Кратность связи
4.Насыщаемость
5.Направленность
6.Полярность
7.Поляризуемость
Под электроотрицательностью
атома понимают его способность притягивать к себе обобществленные электроны
Полярность определяется степенью перекрывания орбиталей
Чем больше разница в относительной
электроотрицательности атомов (ОЭО), тем выше полярность химической связи
Если связь образована двумя одинаковыми атомами (т.е. ΔОЭО = 0), то электроны в равной степени принадлежат обоим атомам и молекула неполярна
Когда связь образована двумя разными атомами, электронная плотность смещена в сторону более электроотрицательного атома. Такая связь называется полярной
Если ΔОЭО=2.5-3.2 связь условно считают ионной и рассматривают как предельный случай ковалентной полярной связи
Свойства ковалентной связи
Полярность
Степень ионности связи
+ |
- |
Смещение электронной плотности |
к более электроотрицательному атому |
||
H |
Cl |
|
δ +0.17 |
δ -0.17 |
Возникновение эффективных зарядов (δ) |
H |
Cl |
Степень ионности
Cвязь в молекуле HCl полярная, имеет на 17 % ионный характер
δ +0.83 δ -0.83
Na |
Cl |
т.е. степень ионности равна 83% |
Полного перетягивания связующих пар электронов от более электроположительного к более электроотрицательному атому
и образования 100%-ной ионной связи практически не бывает
Свойства ковалентной связи
Полярность |
Неполярные молекулы |
|||||
Дипольный момент связи (μ) |
если суммарный μ всех связей = 0 |
|||||
q l |
|
|
μ1 |
μ2 |
F |
|
[Д] (Дебай) или [Кл м] |
|
F |
Be |
|||
1 Д ≈ 0.33 10-29 Кл м |
δ - |
2δ + |
δ - |
|||
l – длина связи (~0.2 Å) |
|
|
|
|||
q – эффективный заряд |
|
μ=μ1+μ2=0 |
|
|||
|
|
|
|
|||
Дипольный момент |
Полярные молекулы |
|||||
зависит•от полярности связи |
||||||
•от геометрии молекул |
|
H |
μ1 |
|
||
•от наличия неподеленных пар |
|
|
μ |
|||
электронов |
|
|
δ + |
|
||
μ=μ1+μ2≠0 |
S |
|||||
|
|
|||||
|
|
|
H |
2δ - |
|
|
|
|
|
μ2 |
|
||
|
|
|
δ + |
|
||