Теория химической связи

5. Направленность ковалентной связи заключается в том, что ковалентные частицы имеют определённую пространственную конфигурацию.

Пространственная конфигурация отдельной частицы определяется количеством σ – связей и их взаимным расположением в пространстве.

σ- связями называются связи, у которых область повышенной электрической плотности располагается на линии, связывающей ядра двух атомов.

σ – связь - это первичная связь. Она является прочной и трудно разрывается.

π – связью называется та связь, при которой обе повышенные электрические плотности располагаются выше и ниже линии, связывающей ядра двух атомов.

π – связь всегда вторична и менее прочна, чем σ – связь.

При образовании молекулы водорода перекрываются 2S – облака, и образуется одна σ – связь.

Возникает линейная молекула с нулевым валентным углом.

Такие же частицы, т.е. линейные с нулевым валентным углом, образуются при перекрывании двух р_х – облаков, при образовании, например, молекул хлора или фтора.

Такие же частицы образуются при перекрывании S- и p-облаков (например, HCl).

Рассмотрим элемент шестой группы таблицы Менделеева - кислород.

.

Кислород является центральным атомом в молекуле воды.

Из шести валентных электронов атомов кислорода - два неспаренных. в пространстве возникают две σ–связи, расположенные друг к другу под теоретическим углом 90°.

В молекуле воды угол равен 105°, но это вызывается дополнительными причинами.

Азот, элемент пятой группы таблицы, имеет следующее валентное окончание:

.

Атом азота имеет три неспаренных электрона, которые участвовуют в образовании частиц, например, NH₃.

Три σ – связи, расположенные под углом 90° по отношению друг к другу, приводят к образованию молекулы, имеющей форму треугольной пирамиды с валентными углами 90° (рисунок).

Углерод, элемент четвёртой группы таблицы, в возбуждённом состоянии имеет четыре неспаренных электрона и проявляет валентность, равную четырём

.

Электроны, находящиеся в S- и в p-состояниях, не равноценны между собой, так как имеют разную конфигурацию и различный запас потенциальной энергии. Чтобы образовать равноценные связи, эти электроны должны гибридизироваться.