Метод валентных связей. Ковалентная связь

Основные положения метода валентных связей (МВС):

· ковалентная связь образуется за счет перекрывания атомных орбиталей валентных электронов с антипараллельными спинами;

· перекрываются только облака неспаренных валентных электронов;

· в результате взаимодействия электронов в атомах образуется общая электронная пара, возникает единое электронное облако высокой плотности, которое находится между ядрами атомов.

Ковалентная связь - химическая связь, образованная путем обобществления пары электронов двумя атомами.

Различают два механизма образования ковалентных связей: обменный и донорно-акцепторный.

Обменный механизм заключается в том, что каждый из взаимодействующих атомов для образования общих электронных пар предоставляет свои неспаренные электроны.

Например:

↑↓
H: 1s1 ↑

H2
H: 1s1 ↓

 

Донорно-акцепторный механизм заключается в том, что один из атомов – донор отдает свою пару электронов на свободную орбиталь другого атома – акцептора. Например: азот – донор, водород – акцептор

Донорно-акцепторный механизм лежит в основе образования комплексных соединений.

Свойства ковалентной связи:

· насыщаемость характеризует способность атомов элементов образовывать определенное число связей, т.е. показывает состав молекулы. Максимальное число связей определяется количеством неспаренных электронов и наличием свободных орбиталей. Число неспаренных валентных электронов при обменном механизме является мерой валентности (ковалентности) атома.

 

 

Например, молекула аммиака состоит из одного атома азота и трех атомов водорода.

 

  ↓ ↓ ↓    
         

 

14N: 2s22p3

1H:1s1

У атома водорода один неспаренный электрон, у атома азота – три неспаренных валентных электрона. Следовательно, один атом азота может образовать три связи с тремя атомами водорода, образуя молекулу NH3;

· направленность: так как при образовании молекулы происходит перекрывание электронных плотностей, то это перекрывание может идти в двух направлениях:

1) По линии связи ядер атомов – это σ-связь

а)

б)

p-p
s-s

 

 

Для s-облаков характерна только σ-связь.

2) Перпендикулярно линии, связывающей центры ядер –π-связь.

 
 
p-p

 


Направленность связи показывает пространственную структуру молекул, их геометрическую форму.

 

· полярность: ковалентная связь считается полярной(КПС), если образована атомами с разной электроотрицательностью и неполярной(КНПС) – с одинаковой электроотрицательностью (см. приложение).