23.Понятие о гибридизации связей. Кратные связи. Поляризация ковалентной связи. Электроотрицательность

Виды гибридизации

sp-гибридизация

Происходит при смешивании одной s- и одной p-орбиталей. Образуются две равноценные sp-атомные орбитали, расположенные линейно под углом 180 градусов и направленные в разные стороны от ядра центрального атома. Две оставшиеся негибридные p-орбитали располагаются во взаимно перпендикулярных плоскостях и участвуют в образовании π-связей, либо занимаются неподелёнными парами электронов

sp²-гибридизация

Происходит при смешивании одной s- и двух p-орбиталей. Образуются три гибридные орбитали с осями, расположенными в одной плоскостии направленными к вершинам треугольника под углом 120 градусов. Негибридная p-атомная орбиталь перпендикулярна плоскости и, как правило, участвует в образовании π-связей

sp3-гибридизация

Происходит при смешивании одной s- и трех p-орбиталей, образуя четыре равноценные по форме и энергии sp3-гибридные орбитали. Могут образовывать четыре σ-связи с другими атомами или заполняться неподеленными парами электронов.

КРАТНЫЕ СВЯЗИхим. связи двухцентрового типа, к-рые в отличие от простой связи образованы более чем одной парой электронов. По числу пар электронов, образующих К. с., различают двойные, тройные и четверные связи. В приближениимолекулярных орбиталей методовК. с. сопоставляются с мол. орбиталями, к-рые по св-вам симметрии делят на s-, p- и d-орбитали. p-Орбитали антисимметричны относительно плоскости, проходящей через связь. В многоатомных молекулах эта плоскость является общей для всей молекулы или для мол. фрагмента, включающего эту связь. d-Орбитали антисимметричны относительно двух взаимно перпендикулярных плоскостей, проходящих через связь. При образовании К. с. возникает, как правило, одна (или более) s-орбиталь и обязательно хотя бы одна p- или d-орбиталь. По этой причине составляющие К. с., определяемые p- или d-орбиталями, наз. соотв. p- или d-связями. Атомы непереходных элементов в молекулах и ионах м. б. связаны простой, двойной и тройной связями. Образование простой d-связи СЧС в молекуле этана соотносят с перекрыванием двух sp³-гибридных орбиталей атомов углерода. В молекуле этилена кроме s-связи СЧС присутствует одна, а в молекуле ацетилена с тройной связью - две p-связи:

Четверная связь (и м. б. связи более высокой кратности) характерна только для переходных металлов. d-Перскрываниe ведет к образованию четверных связей в солях октагалогеиодиренат-аниона Re₂Hal₈^2-, карбоксилатах молибдена и вольфрама M(OOCR)₄, внутрикомплексных соед. хрома и ванадия М₂А₂, где А - 2,6-диметоксифенил. Энергетич. вклады, приходящиеся на связи разл. типов, неравноценны. Обычно энергия p-связи составляет в среднем около 80% энергии s-связи, а вклад d-связи оценивается, напр., в солях октахлородирснат-аниона всего в 14% от полной энергии связи. Чем выше кратность связи, тем больше ее прочность (энергия диссоциации), короче межатомное расстояние и больше силовая постоянная связи

24.Метод молекулярных орбиталей

MMO– квантово-химический метод описания химической связи, рассматривающий молекулу и любую многоатомную систему как "многоядерный" атом, в котором электроны заселяются по молекулярным орбиталям.

ММО – более общий, потому что объясняет строение почти всех существующих молекул. В отличие от метода валентных связей, в котором сближаются уже готовые атомы, в ММО происходит сближение атомных ядер, а затем происходит перекрывание пустых атомных орбиталей с образованием молекулярных орбиталей. После этого происходит заселение молекулярных орбиталей электронами. В ММО молекулы представляются многоядерным атомом и отыскивается волновая функция каждого электрона в поле этих нескольких ядер. (формулы из практики)

Если есть неспаренные электроны, молекулы вещества притягиваются магнитным полем. Вещество называется парамагнитным.

Если все электроны спаренные, молекулы вещества отталкиваются магнитным полем. Вещество называется димагнитным.

Согласно этому методу, в молекулах существуют молекулярные орбитали, которые берутся, как линейная комбинация атомных орбиталей (Мо-ЛКАО). В отличие от атомных орбиталей (АО - одноэлектронная волновая функция), которые являются одноцентровыми, молекулярные орбитали являются многоцентровыми. При сближении атомных орбиталей образуется такое же количество молекулярных орбиталей. Те из них, которые характеризуются меньшей энергией, называются связывающими, а те, которые имеют энергию выше, чем энергия атомных орбиталей, называются разрыхляющими. Электроны распределяются на этих орбиталях по тем же правилам и принципам, как и в методе валентных связей. Эти молекулярные орбитали имеют определенное обозначение, как и атомные орбитали. АО – s,p,d,f; молекулярные орбитали

(пример из тетради)

Оценить возможность или невозможность образования связи этим методом можно, зная величину порядка связи n.

Порядок связи– это дробь, в числителе которой располагается разница между числом электронов на связывающей и разрыхляющей орбиталях, а в знаменателе число взаимодействующих атомов. Если порядок связи равен 0, то молекула (ион) не существует.

(примеры из тетради).