Химиялық байланыс және зат қҰрылысы тақырыбына әдеби шолу
Валенттілік байланыс әдісі
жүктеу/скачать 1,69 Mb.
|
| Валенттілік байланыс әдісі
Атомдар молекула түзгенде энергия ұтымы болады демек, молекула таомдарға қарағанда тұрақты жүйе. Мысалы, сутек атомдары молекулаға бірікккенде 431,9кДж/моль энергия бөлініп шығады. ,9кДж/моль. Энергия ұтымы не себептен және қандай жағдайларда болады *. Бұл мәселені сутек атомдарының сутек молекуласын түзуі мысалынды қарастырыамыз. Сутек атомының жалғыз s- электроны бар, s- электрон бұлтының пішіні шар тәрізді. Сутектің екі атомы бір –біріне жақындасқыанда олардың арасында екі түрлі электростатикалық күштер туады: тартылу және тебілу күштері (Сурет 12). Бір атомның электрон бұлты екінші атомның электрон бұлтына тартылады. Біздің мысалымызда атомның электрон бұлты атомның ядросына тартылады. және атомдарының ядролары өзара тебіседі, дәл осы сияқты олардың электрон бұлттары бір –бірін тебеді. Валенттілік байланыс (ВБ) әдісі боынша сутек атомдары жақындасқанда тартылу күштерінің қалай өзгеретінін есептеп, жүйенің потенциялдық энергиясы қисығын салуға болады. Бірінші рет мұндай есептеуді Гайтлер мен Лондан орындаған. Осындай есептеудің нәтижесінде мынадай жағдай анықталды. Электрондардың спиндері қарама –қарсы сутек атомдары жақындасқанда, жүйенің потенциялдық энергия қисығында минимум пайда болады. Бұл жағдай сутек атомдарының өзара қосылысып, молекула түзгенін көрсетеді[10]. Электрондардың спиндері параллель сутек атомдары жақын-дасқанда тебісу күштері тартылысу күштерінен басым болып, жүйенің потен-циялдық энергиясы атомдар жақындасқан сайын үздіксіз өседі. Бұл жағадай спиндері параллель сутек атомдарының молекула құрап бірікпейтінін көрсетеді. Сурет 12. Сутек атомдарының әсерлесуі Сонымен қатар осы екі жағдайға сәйкес ядролар арасындағы кеңістіктегі электрон бұлтының тығыздықтары да еептелінген. Спиндері анипаралллель атомдар жақындасқанда ядролар арасындағы кеңістікте электрон бұлттарының тығыздығы артады, яғни атомдардың электрон бұлттары өзара бүркеседі. Электрон бұлттары өзара бүркесуінен ядролар арасындағы кеңістікте тығыз электрон зонасы пайда болады. Оң эарядталған ядролар осы теріс зарядты зонаға тартылып, тұрақты жүйе сутек молекуласы түзіледі. Электрондардың спиндері паралллель атомдар жақындасқанда ядролар арасындағы кеңістікте электрон бұлттарының тығыздығы нөлге жуық, яғни бұл жағдайда атомдардың электрон бұлттары өзара бүркеспей керісінше тебіседі. Сол себепті спиндері паралллель атомдар жақындасқанда химиялық байланыс түзілмейді. Сонымен кванттық мехеникаға негізделген есептеулердің нәтижесінде коваленттік байланыстың –табиғаты түсіндірілді. Коваленттік байланыс атомдардың спиндері антипараллель электрон бұлттарының бүркесу нәтижесінде түзіледі. Коваленттік байланыстың беріктігі электрон (бұлттарының орбиталдардың) бүркесу дәрежесіне тәуелді. Орбитальдар неғұрлым жақсы бүркессе, байланыс соғырлұм берік болады. Байланыстың беріктігі байланыс энергиясының шамасымен сипатталады. Байланыс энергиясы деп байланысты үзуге жұмсалатын энергияның шамасын айтады. Мысалы, сутек моле-куласындағы байланыс энергиясы 431,9кДж/моль, фтор молекуласында 150,6кДж/моль, азот молекуласында 937,2кДж/моль. Су молекуласындағы отттек пен сутек арасындағы байланыстың энергиясы 464,4кДж/моль. Байланысты сипатттайтын келесі маңызды шама – байланыс ұзындығы. Байланыс ұзындығы деп байланысқан атомдардың ядроларының арақашықтығын айтады. Мысалы, су молекуласындағы оттек пен сутек ядроларының арақашықтығы, яғни О - Н байланысының ұзындығы 0,096нм. Байланысқан атомдардың ядроларынжалғастыратын түзулердің арасындағы бұрыш валентттілік деп аталады. Су молекуласындағы валенттік бұрыш 105. Демек, оның құрылысын мынадай құрылымдық формуламен өрнектеуге болады: O \ H H HOH=105 Енді коваленттік байланыстың қанымдылығы (қанығуы), бағыталуы және полюстілігі сияқты басты қасиеттерімен танысамыз. ВБ әдісі бойынша элементтердің валенттілігі. Біз жоғарыда байланыстың түзілу себебін ВБ әдісіқалай түсіндіретінін қарастырдық. ВБ теориясы не себептен атомдардың бірімен –бірітек белгілі қатынаста ғана қосылысатынына да жауап береді. ВБ теориясы бойынша химиялық байланыс спиндері антипараллель жалқы электронды орбитальдардың бүркесуі нәтижесінде пайда болады. Сондықтан ковалентті байланысты атомның сыртқы қабатындағы жалқы электрондар түзеді, ал атомның валенттігі жалқы электрондардың санына тең. 5-кестеде II период элементтері атомдарының негізгі және қозған күйлеріндегі электрон құрылыстары және валенттіліктері көрсетілген. Атомдардағы жалқы электрондар саны атом электрон жоғалтқанда не болмаса қосып ағанда өзгереді. Мысалы, оттек атомы бір электронды қосып алып, бір ғана жалқы электроны бар О аниноына аналады: O +e- O- 2s 2p
Кесте 5 II период элементтері атомдарының негізгі және қозған күйлеріндегі электрон құрылыстары және валенттіліктері
жүктеу/скачать 1,69 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||