Квантово-механічна теорія хімічного зв'язку.
3 Основні типи хімічного зв'язку:
Параметри хімічного зв'язку
Загальні уявлення про хімічний зв'язок.
Теорії хімічного зв'язку
Хімічна зв'язок - це сукупність взаємодій між атомами призводять до утворення стійких структур (молекул, іонів, кристалів, комплексів та ін.)
Перша теорія хімічного зв'язку виникла на початку 19 століття. Берман і Бертолле висунули гравітаційну теорію хімічного зв'язку, згідно з якою взаємодія між атомами пов'язували з гравітаційними взаємодіями, тобто силами тяжіння. Але ця умова не виконувалася.
Друга теорія. Берцеліус висунув електронно-хімічну теорію хімічного зв'язку, відповідно до якої атоми складаються їх 2-х полюсів (+ і -), причому переважає який-небудь один з полюсів. Різнозаряджені атоми притягуються один до одного і утворюють хімічний зв'язок. У цій теорії також були недоліки.
Третя теорія. Теорія будови атома стала причиною для створення теорії хімічного зв'язку. У 1916 році (до цього часу вже стали відомі основні риси електронної структури атомів) німецький вчений В. Коссель припустив, що при взаємодії двох атомів один з них віддає електрони, а інший приймає; при цьому перший атом перетворюється в позитивно заряджений іон, а другий - в негативно заряджений. Електростатичне тяжіння утворилися іонів призводить до утворення стійкого з'єднання. Подальший розвиток ідей Косселя призвело до створення сучасних уявлень про іонної зв'язку.
Недоліки теорії Косселя:
Пояснювалося утворення хімічного зв'язку тільки для з'єднань, що складаються з атомів з різною (протилежної) електронегативність.
Теорія іонної зв'язку не пояснювала утворення хімічного зв'язку між атомами з однаковою або близькою електронегативні.
У тому ж 1916 році американський фізико-хімік Дж. Льюїс висловив припущення, що хімічний зв'язок виникає в результаті утворення електронної пари, одночасно належить двом атомам. Ця ідея послужила вихідним пунктом для розробки сучасної теорії ковалентного зв'язку.
Процес спаровування електронів при утворенні молекули водню може бути зображений наступною схемою:
Квантово-механічна теорія хімічного зв'язку
Опис хімічного зв'язку - це опис розподілу електронної щільності в молекулі.
Існують 2 способи опису хімічного зв'язку:
- метод валентних зв'язків,
- метод молекулярних орбіталей.
Уявлення про механізм утворення хімічного зв'язку, розвинені на прикладі молекули водню, були поширені і на більш складні молекули. Розроблена на цій основі теорія хімічних зв'язків отримала назву методу валентних зв'язків (метод ВС).
В основі методу валентних зв'язків лежить положення про те, що будь-яка ковалентний хімічний зв'язок виникає в результаті взаємодії двох електронів з протилежно спрямованими спинами, причому спочатку ці електрони належать різним атомам, а що утворюється загальна електронна пара - обом атомам. Такий механізм утворення ковалентного зв'язку називається обмінним механізмом. Саме за обмінним механізмом утворені хімічні зв'язки в молекулах водню і хлороводню:
Згідно з методом ВС ковалентний зв'язок тим міцніше, чим більшою мірою перекриваються взаємодіючі електронні хмари.
При утворенні хімічного зв'язку відбувається зменшення загальної енергії системи:
Введемо поняття валентність.