Вопрос № 10. Метод валентных связей. Валентность по донорно-акцепторному и обменному механизму.

Представления о механизме образования химической связи, развитые Гейтлером и Лондоном на примере молекулы водорода, были распространены и на более сложные молекулы. Разработанная на этой основе теория химической связи получила название метода валентных связей. Метод ВС дал теоретическое объяснение важнейшим свойствам ковалентной связи, но этот метод не оказался универсальным и в ряде случаев не в состоянии правильно описать структуру и свойства молекул, все же он сыграл большую роль в разработке квантово-механической теории химической связи и не потерял своего значения до настоящего времени.

В основе метода ВС лежат следующие положения:

1. Ковалентная химическая связь образуется двумя электронами с противоположно направленными спинами, причет эта электронная пара принадлежит двум атомам.

Комбинация таких двухэлектронных двухцентровых связей, отражающих электронную структуру молекулы, получили название валентных схем.

2. Ковалентная связь тем прочнее, чем в большей степени перекрываются взаимодействующие электронные облака.

Валентность предложил 1893 г . Франкланд за единицу валентности взял валентность водорода

B(H)=1

По Гейзенбергу и Лондону валентность определяется числом неспаренных электронов.

₁₃Al 1s² 2s² 2p⁶3s²3p¹

3

3s² 3p¹

Ч исло неспаренных электронов увеличивается путем распаривания электрона в пределах s подуровня на подуровень в пределах уровня.

A l*

3s¹ 3p²

Al Cl₃

Cl B=3

A l

Cl

Cl

₆C 1s² 2s² 2p² C=0

B=2

C*

2s¹ 2p³

CO₂ O=C=O

₇N1s² 2s² 2p³ B=3

P, As, Cl, Br, S

Способы образования ковалентной связи.

1 . обмен за счет неспаренных с антипараллельными спинами.

А + В А В

2. донорно-акцепторная образуется за счет неподеленной пары одного атома (донора) и свободной орбитали другого атома – акцептора.

А + В А В

Валентность не имеет знака заряда представление МВС числовое значение валентности соответствует числу ковалентных связей.

Таким образом суммарная валентность равна числу неспаренных -ов(обменный механизм) + число связей по донорно-акцепторному механизму.

Наиболее широкое объяснение получил метод МВС, разработанный Гейтлером, Лондоном, Слейтером, Голиком.

Донорно-акцепторная связь – разновидность ковалентной связи.

Донорно-акцепторный – за счет неподеленной пары одного атома (донора) и свободной орбитами другого атома(акцептора)

Валентность не имеет знака заряда. Представление в МВС числовое значение валентности соответствует числу ковалентных связей.

Суммарная валентность равна числу неспаренных электронов (обменный механизм) плюс число связей по донорно-акцепторному механизму.

Наиболее широкое объединение получил метод МВС разработанный Гейтнером, Лондоном, Слейтерном, Полингом.

В основе МВС лежат следующие положения:

1. единичная химическая связь между двумя электронами с антипараллельными спинами, причем эта электронная пара принадлежит общим атомам.

2. перекрытие электронных облаков происходит в том направлении, где площадь перекрытия больше.

3. характеристики химической связи (длина, энергия, полярность) объясняется с точки зрения МВС как перекрытие электронных облаков с максимальной площадью.

Чем больше площадь перекрытия, тем более прочная химическая связь.

Достоинства метода валентной связи.

Это простой наглядный метод, он позволяет предсказать такие свойства многих молекул: пространственную конфигурацию молекул, полярность молекул, энергию и длину связи и другие свойства, но МВС объяснить не может.

Также есть недостатки:

1.Учитывает только валентные электроны.

2. МВС не может объяснять одноэлектронную химическую связь.

3. МВС не может объяснять наличие и существование радикалов

4. Не объясняет парамагнетизм кислорода.

Поскольку кислород обладает парамагнитными свойствами, то у него должны быть неспаренные электроны

№10/2