Химиялық байланыс және зат қҰрылысы тақырыбына әдеби шолу
Коваленттік байланыстардың қасиеттері және зат құрылысы
жүктеу/скачать 1,69 Mb.
|
| Коваленттік байланыстардың қасиеттері және зат құрылысы
Коваленттік байланыстардың шектеулі санын түзуіне атомның қатынасуға деген қабілеттілігі Коваленттік байланыстардың қаныға алатындылығы деп аталады; Коваленттік байланыстың бағытталғандығы молекуланың кеңістіктегі құрылымын шарттастыралы, электрондық бұлттардың қайта жабылуы тек орбитальдардың өзара белгілі бір бағытталуы тұсында жүреді, ал бұл өз кезегінде электрондардың қайта жабылуындағы ең үлкен электрондық тығыздықты қамтамасыз етеді. Молекуланың кеңістіктегі құрылысы. Молекуланың кеңістіктегі құрылысын түсіндіру үшін химияға Л.Полинг енгізген атомдық орбиталь-дардың будандасуы туралы түсінікті пайдаланады. Будандасу (гибридтену)деп түрпішіні және электрондық бұлт энергиясы бойынша бірдей еместерді түрпішіні мен бұлт энергиясы бойынша бірдей жағдайда қайта құру процесін айтады [8]. Мұндай орбитальдарды буданды деп атайды. Будандық орбиларьдар саны бастапқы орбитальдар санына тең, ал түрпішіні (формасы) - өзгеше (Сурет 4). Сурет 4. Атомдық sp-буданды орбиталь Будандық орбитальдағы электрондық тығыздылық ядродан басқа жаққа ығысады, сондықтан басқа атомның атомдық орбиталімен (АО) әрекеттескен кезде максималды қайта жабу жүреді (байланыс энергиясы артады). байланыс энергиясының бұл жоғарылауы, будандық орбитальдың бүзілуіне керекті энергияны теңестіреді. Нәтижеде будандық орбитальдар түзген химиялық байланыстар беріктеу, ал алынған молекулалар берік болады. әрекеттесуші орбитарьдардың сипатынан тәуелділікке болатын будандасудың түрлі тіптері бар (Кесте 4). Кесте 4 Будандасу типтері
Будандасуға қатынасушылардың санынан тәуелділікте р-орбитальдардың будандасуындағы будандық орбитальдар әртүрлі кеңістіктегі бағыттта болады. Айталық, қоздырылған күйдегі бериллий атомының 1s22s12p1 конфи-гурациясы болады. хлор атомдарымен бериллий атомы әрекеттескенде бір 2s- және бір 2р- орбитарьдар бірдей екі будандық орбитальға айналады (sp-будандасу), олар біріне бірі 1800 бұрышта бағытталады (Сурет 5). Сондықтан BeCI2 молекуласы сызықты формада болады. (s+p)-орбитальдар екі sp-орбитальдар Сурет 5. sp-будандасу Химиялық байланыс түзілгенде ВСІ3 молекуласындағы бор атомында (қоздырылған күйдегі электрондық құрылым 1s22s12p1) будандасуға бір s- және екі р-электрон орбитальдары қатысады ( sp – будандасу жүреді). Бұл үш будандық орбитальдың түзілуіне әкеледі, олар бір жазықта 1200 бұрышпен орналасады;молекулада жазықтық құрылымда (Сурет 6). (s+p+p)-орбитальдар үш sp2 – орбитальдар Сурет 6. sp2-будандасу Метанның СН4 молекуласындағы байланыс түзілгенде қозған күйдегікөміртек атомы (1s22s12p1) сутектің төрт атомын қосып алады. Мұндай-да көміртек атомында бір s- және үш р-орбитальдар будандасуға (sp3 – будандасу) душар болады, бұл төрт будандық орбитальдың түзілуіне келеді (Сурет 7). Олар кеңістікте симметриялы орналасады және тетраэдр төбесіне 109028’ бұрышпен бағытталған. (s+p+p+р)-орбитальдар төрт sp2 – орбитальдар Сурет 7. sp-будандасу Ковалентті байланыстың негізгі қасиеттерінің бірі–бағыттауы. Н2S моле-куласының түзілуін қарастырайық (Сурет 8). Ғ2 және N2 молекулаларының түзілуін (Сурет 9,10), ал молекуланың кеңістікте құрылысын төмендегі суреттерде келтірілген (Сурет 11). Сурет 8. Н2S молекуласының түзілуі Сурет 9. Ғ2 молекуласының түзілуі Сурет 10. N2 молекуласының түзілуі Сурет 11. Молекуланың кеңістіктегі құрылысы -байланыстар -байланыспен түскенде қос байланыс түзіледі, мысалы: оттектің, этиленнің, көміртек диоксиді молекулаларында. Қанықпаған қос байланыс екі сышықшамен өрнектелінеді: О=О, O=C=O. Екі -байланыс бір -байланыспен түйіскенде үш байланыс түзіледі, мысалы азоттың, ацетелиннің және көміртек (VI) оксидінің молекуласында. Үштік байланыстар үш сызықшамен өрнектелінеді: NN, ―CC―, ―CO. Жай және қос байланыстың ұзындығымен және энергиясымен салыстырғанда, үш байланыстың энергиясы жоғары, ал байланыстың ұзындығы қысқа. Қос және үш байланысты еселі байланыстар деп атайды. Атомдар арасындағы байланыстар санын байланыстың еселігі деп атайды.Молекулалардағы немесе иондардағы байланыстардың және олардың атомдар арасындағы -байланыстарды локализдеудің бірнеше әдістері болуы мүмкін, мұны делокализденген байланыстар дейді де үзікті сызықтармен белгілей көрсетеді: Кейде осы келтірілген құрылымды резонансты деп те атайды. Электрондардың таралуын дәл баяу ету молекуланың тек аз сандары үшін мүмкін. Әдетте, ковалентті байланысы бар екі атомдық және көп атомдық жүйелер үшін жуықтаған есептеу әдістерін пайдаланады: валеттік байланыстар әдісін (ВБӘ) және молекулалық орбиталдар әдісін (МОӘ). Льюис теориясы аталған мәселелерді толық түсіндіре алмады. Бұл сұрақтар кванттық механикада пайда болғанннан кейін барып, шешілді. Қазіргі кезде коваленттік байланысты кванттық механика тұрғысынан қарастыратын екі әдіс (теория) бар: валенттілік байланыс (ВБ) және молекулалық орбиталь-дар (МО) әдістері. Валенттілік байланыс теориясын 1927жылы неміс ғалымы Гайтлер мен Лондан ұсынып, одан әрі 1930 жылы неміс ғалымдар Слэтар мен Полинг дамытты. Молекулалық орбитальдар әдісін ұсынып және оны дамытуда Гунд (Германия) мен Маликен (АҚШ) еңбектерінің мәні үлкен болды[9]. Валенттілік байланыс әдісі молекулалық орбитальдар әдісіне қарағанда оқып үйренуге жеңілдеу. Сол себепті біз валенттілік байланыс әдісіне кеңінен тоқталамыз. жүктеу/скачать 1,69 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|