Кратность связи. s- и p-Связи

Связь между двумя атомами может осуществляться не только одной, но и несколькими электронными парами. Именно числом этих электронных пар и определяется в методе ВС кратность – одно из свойств ковалентной связи. Например, в молекуле этана С2Н6 связь между атомами углерода одинарная (однократная), в молекуле этилена С2Н4 – двойная, а в молекуле ацетилена С2Н2 – тройная. С увеличением кратности связи, как и следовало ожидать, уменьшается ее длина. Кратность связи увеличивается дискретно, т. е. в целое число раз, поэтому, если бы все связи были одинаковы, энергия также увеличилась бы в соответствующее число раз. Однако, как видно из табл., энергия связи растет менее интенсивно, чем кратность. Следовательно, связи неравноценны. Это можно объяснить различием геометрических способов перекрывания орбиталей. Рассмотрим эти различия.

Связь, образованная перекрыванием электронных облаков по оси, проходящей через ядра атомов, называется s-связью.

Если связь одинарная, то это обязательно s-связь, если кратная, то одна из связей непременно s-связь.

Между двумя атомами может быть только одна s-связь.

Связь, образованная перекрыванием электронных облаков по обе стороны от оси, проходящей через ядра атомов, называется p-связью. Увеличение кратности связи означает образование p-связей, которые имеют меньшую энергию по сравнению с s-связью. В этом и есть причина нелинейного увеличения энергии связи в сравнении с увеличением кратности.

Связи σ и π. Одинарные и кратные связи

Два атома между собой могут образовывать и кратные связи, то есть двойные и тройные. При этом составляющая, образующаяся первой, всегда будет σ-связью (обладает наибольшей прочностью и определяет геометрическую форму молекулы).

Вторая и третья составляющие называются π-связями, они образуются при боковом перекрывании любых орбиталей, кроме s-орбиталей:\

Например, 2p-орбитали двух атомов углерода могут сформировать между собой одинарную, двойную и тройную связи. В первом случае образуется остов молекулы этана C2H6.

При двойном связывании атомов углерода первые 2p-орбитали создают σ-связь, а вторые - π-связь; в этом случае образуется остов молекулы этилена C2H4.

При тройном связывании (одна σ-связь, две π-связи) образуется остов молекулы ацетилена C2H2.

Такие кратные связи всегда короче и прочнее, чем одинарные, их труднее разорвать. Часто именно этим объясняется химическая инертность веществ - таких, как азот N2 (:N≡N:) и диоксид углерода CO2 (O=C=O).

Примеры частиц с кратными связями - это также молекулы SO3, SO2, NO2 и анионы CO32−, SO42−, SO32−

39.

Метод МО. Его применение для объяснения электронного строения частиц: BN, CO, NO, NO⁺, CN^-/.

Парамагнитны М., обладающие постоянным магнитным моментом. Таковы М. с нечётным числом электронов во внешней оболочке, М., содержащие атомы с незамкнутыми (незаполненными) внутренними оболочками (переходные металлы и др

Слева и справа на вертикальных осях энергии отмечены энергии перекрывающихся 1s-АО двух атомов Н, а посередине — электроны на энергетическом уровне молекулы. Энергия МО ниже, чем исходных АО.

Разность энергий АО и МО, т.е. энергия, выделяющаяся при переходе электронов с АО на МО, является энергией связи.

Энергия связи тем больше, а связь тем прочнее, чем выше электронная плотность между ядрами. Последняя, при прочих равных условиях, зависит от размеров соединяющихся атомов. Чем атомы меньше, тем выше электронная плотность на их АО, следовательно, и на образующихся МО.

Соблюдаются следующие условия: АО должны иметь близкие энергии, перекрываться в значительной степени, иметь одинаковую симметрию относительно линии связи, число МО должно быть равно числу образующих их АО.

Поиск по сайту: