Механизм перекрывания атомных орбиталей — КиберПедия 

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...

История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...

Механизм перекрывания атомных орбиталей

2017-06-11 404
Механизм перекрывания атомных орбиталей 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

Чтобы произошёл обмен неспаренными электронами у атомов А и В (их объединение), необходимо проникновение одной атомной орбитали (АО) в другую, т. е. их перекрывание (электронная пара становится общей для двух ядер связываемых атомов).

Но чтобы произошло такое перекрывание, необходимо сближение ядер атомов на небольшое расстояние (100-200 пм[20]). Чем больше перекрывание АО, тем выше электронная плотность между атомными ядрами, и тем прочнее химическая связь (АО как бы втягиваются друг в друга и центрируются в пространстве между атомными ядрами).

После перекрывания АО пара электронов принадлежит каждой из них, а в соответствии с принципом Паули на одной АО не могут находиться два электрона с противоположными значениями спинового квантового числа.

При донорно-акцепторном механизме образования ковалентной связи атом А передаёт неподелённую пару электронов на вакантную АО атома В. В этом случае происходит перекрываниеАО обоих атомов и образование области повышенной электронной плотности между их ядрами.

Примеры: полимеризация неорганических соединений, гидра-тация ионов, реакции комплексообразования в растворе.

Рассмотрим присоединение фторид-иона F к молекуле ВF3. Вакантная р -орбиталь атома бора в молекуле ВF3 акцептирует пару электронов от фторид-иона с его р -орбитали посредством перекрывания с этой АО. В образовавшемся анионе [ВF4] все четыре ковалентные связи В–F равноценны по длине и энергии, несмотря на различие в механизме их образования. В исходной молекуле ВF3 все три связи В–F образовались по обменному механизму.

С позиций донорно-акцепторного механизма образования ковалентной связи можно объяснить наличие чётных кислородных кислот хлора: HClO (хлорноватистая), НС1О2 (хлористая), НС1О3 (хлорноватая) и НС1О4 (хлорная). В молекуле Н–О–С1 у атома хлора имеется три неподелённых пары электронов, поэтому ещё к нему могут последовательно присоединиться по донорно-акцепторному механизму три атома кислорода. Допускают, что каждый присоединяемый атом кислорода (акцептор [21] электронов) перед образованием связи Сl–О переходит в возбуждённое состояние и, объединяя неспаренные электроны, освобождает одну из р -орбиталей для приёма электронной пары от атома хлора (донора [22] электронов):

 

 

Дативный механизм образования ковалентной связи (или dπрπ -взаимодействие). Атомы, внешняя электронная оболочка которых состоит только из s - и р -орбиталей, могут быть либо донорами, либо акцепторами неподелённой электронной пары. Атомы, у которых внешняя электронная оболочка включает ещё и d -орбитали, могут выступать одновременно как доноры и как акцепторы неподелённых электронных пар.

Пример. Атомы хлора в молекуле Сl2 образуют ковалентную связь по обменному механизму, объединяя свои неспаренные 3 р -электроны. Кроме того, один атом хлора передаёт неподелённую пару электронов с 3 р -орбитали на вакантную 3 d -орбиталь другого атома хлора, а этот атом в свою очередь передаёт такую же пару 3 р -электронов на вакантную 3 d -орбиталь первого атома хлора. Таким образом, каждый атом хлора одновременно является и акцептором, и донором.

 

 

Дативный механизм приводит к увеличению прочности связи, и поэтому молекула С12 является более прочной, чем молекула F2, ковалентная связь которой образовалась только по обменному механизму. Энергии разрыва связей в молекулах F2 и С12 соответственно равны 159 и 243 кДж/моль.


Поделиться с друзьями:

Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...

Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...

Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...

Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.007 с.