Реферат тақырып: вб әдісінде байланыстардың көптігінің орнына
жүктеу/скачать 34,24 Kb.
|
|
Абай атындағы қазақ ұлттық педагогикалық университеті РЕФЕРАТ Тақырып: ВБ әдісінде байланыстардың көптігінің орнына облигациялардың реттілігі туралы түсінік енгізіледі. МО әдісі мен BБ әдісінің айырмашылығы Орындағандар: Исаханова Назерке, Икаева Тұрсынай, Киізбай Аружан, Кумекбаева Нурсая, Кыдырбаев Акжол, Тексерген: Бақыткәрім Ырысгүл Алматы, 2023 жыл Жоспары І.Кіріспе....................................................................................................................3 ІІ. Негізгі бөлім........................................................................................................4 2.1. Валенттік байланыстар әдісі………................................................................4 2.2. Молекулалық орбитальдар әдісі…………………………………………….5 Қорытынды..........................................................................................................…8 Пайдаланылған әдебиеттер тізімі......................................................................…9 Кіріспе
Химиялық байланыс туралы ілім − қазіргі химияның негізгі проблемаларының бірі.Өйткені не себепті атомдардың бір-бірімен әрекеттесіп заттар түзетінін және олардың түзілу механизмдерін білмей тұрып, заттардың құрамын, құрылысын, реакцияласқыштық қабілетін білуге болмайды.
ІІ. Негізгі бөлім Валенттік байланыстар әдісі 1928 жылы неміс ғалымдары В.Гейтлер және Ф.Лондон валенттік байланыстар (ВБ) әдісін ұсынып, онымен сутек молекуласына кванттық – механикалық есептеулерін жүргізді. Кейінірек бұл әдіс Слейтер, Ван Флек, Л.Полинг еңбектерінде жетіле түсті. ВБ әдісі келесі ережелерге негізделген: 1. Байланыстарды түзуге тек сыртқы электрон қабатындағы электрондар (валенттік электрондар) қатысады; 2. Химиялық байланыстарға түсуші атомдар өзара электрондарымен алмасады да, бұл электрондар байланыстырушы жұптарды түзеді; 3. Химиялық байланыс Паули қағидасына сәйкес, тек антипараллельді спиндегі электрондар арасында ғана түзіледі; мұндайда атом ядроларының арасында электрондық тығыздық жоғарылаған аймақ пайда болады; 4. Химиялық байланыстың сипаттамалары (энергиясы, ұзындығы, үйектігі және т.б.) атомдық орбитальдардың қайта жабылу типімен анықталады; 5. Молекулалар түзілген кезде электрондық құрылым (сыртқы қабаттан басқасы) және әрбір атомның химиялық өзінділігі сақталынады. Валенттік байланыс теориясына сәйкес, коваленттік байланыстар әрекеттесуші атомдардың АО максималды қайта жабу жағына бағытталған. Химиялық байланыстарды түзумен қатар атомның қосып алу және басқа атомдардың белгілі санының орнын басу қабілеттілігін валенттілік деп атайды. ВБ әдісінің алмасымдық механизміне орай ортақ электрондық жұп (коваленттік байланыс) түзуге әрбір атом жұптаспаған бір электроннан береді. ВБ әдісінде алмасымдық механизміндегі валенттіліктің сандық өлшемі ретінде атомның негізгі немесе қоздырылған күйде болатын жұптаспаған электрондар санын есептейді. Бұл сыртқы электрондық қабаттың жұптаспаған электрондары s- және р-элементте, d-элементтердің сыртқы және оның ішкері жағындағы қабатта, сол сияқты ƒ-элементтердің сыртқы үш қабаттарында болады (орналасады). Атомның қоздырылған күйге ауысуы элемент валенттілігінің артуына және ауыспалы валенттіліктің бар болуына мүмкіндік жасайды. Мысалы оттек пен фтор атомдарындағы электрондық жұптар бөліне (ажыраса) алмайды, өйткені екінші қабатта бос орбитальдар жоқ. Олардан өзгешілікте, күкірт пен хлор 3d-қабатшаның бос орбиталіне ажыраса алады, тиісінше күкірт 1 және 2 валенттіліктен (негізгі күйінде) басқа тағы да 4 және 6 валенттілікте (қоздырылған күйінде) болады, ал хлор 1 валенттіліктен (негізгі күйінде) басқа 3,5 және 7 валенттілікте (қоздырылған күйінде) болады. 2.2 Молекулалық орбитальдар әдісі Қарастырылған ВБ әдісі көрнекті және әртүрлі молекулалармен иондардың құрылымын, қасиетін (кеңістіктегі конфигурациясын, үйектілігін, байланыстың энергиясы мен ұзындығын және т.б.) болжамдауға мүмкіндік береді. Бұған қарамастан бұл әдіс заттың магниттік қасиетін, жұптаспаған электрондары бар молекулалардың санын және де бірқатар басқа құбылыстарды түсіндіре алмайды. Бұл деректер ғалымдарды ізденіске жетеледі. 1928 – 1930 жылдары ғалымдар Роберт Малликен және Фридрих Гунд молекулалық орбитальдар (МО) әдісін ойлап тапты. МО әдісінің негізгі ережелері: 1. Молекула өзінің дербестілігін (индивидуальділігін) сақтайтын атомдардың жиынтығы ретінде емес, ол ядро мен электрондардың біріккен жүйесі ретінде қарастырылады; 2. Молекулалардағы электрондар молекулалық орбитальдар бойынша таралады, олар атомдық орбитальдар (АО) сияқты белгілі энергиямен және түрпішінімен сипатталады; 3. Молекулалық орбитальдар екі – немесе көпцентрлік болады. МО әдісінде атомдық орбитальдардың сызықты қиыстыруы (АОСҚ) барынша кеңінен пайдаланылады. Мұндайда бірнеше ереже сақталады: 1) МО саны АО санына тең, АО жалпы санынан МО қиыстырылады; 2) Берілген АО энергиясынан бір МО энергия жоғары болып келсе, басқасынікі (МО) – төмен. Түзілген МО энергиясы шамамен АО орташа энергиясымен бірдей, ал одан өздері (АО) түзіледі; 3) Электрондар энергияның өсу ретімен АО толтырған сияқты, МО толтырады, мұндайда Паули тиым қағидасы және Гунд ережесі сақталады; 4) МО түзілуіне тек энергия шамасы бойынша жақын болатын және байланыс осімен салыстырғанда шамамен бірдей симметриясы бар АО қатысады; 5) Байланыстың беріктілігі атомдық орбитальдардың қайта жабылу дәрежесіне пропорционалды. Байланыстырушы және қопсытушы орбитальдар. Егер А және В атомдарының АО ψА және ψВ арқылы, ал МО ψАВ арқылы белгіленсе, онда АОСҚ (ЛКАО) сәйкес ψАВ = аψА ± bψВ мұндағы ψАВ – молекуладағы (МО) электронның толқындық функциясы; а және b – коэффициенттер, ол МО түзілуіндегі әрбір АО үлесін ескереді; ψА және ψВ – А және В атомдарындағы электрондардың толқындық функциясы. Таңба “плюс” кезінде байланыстырушы МО алынады. Таңба “минус” болған кезде қопсытушы МО алынады. Қопсытушы МО жұлдызшамен (*) таңбалайды. Байланыстырушы МО қалыптастырғанда электрондық тығыздық ядролар арасында жинақталады, сондықтан байланыстырушы МО түзілуі молекула энергиясын төмендетеді де оны орнықтыра түседі. Ядролар арасындағы электрондық тығыздық қопсытушы МО-да төмендеу болады, сондықтан олар атомдарды молекулаға байланыстырмайды. Атомдық орбитальдардан молекулалық орбитальдардың түзілуін энергетикалық диаграммалар түрінде өрнектейді, онда тік (вертикаль) сызық бойынша энергияның мәнін орналастырады. Диаграмманың оң және сол жағына атомдық орбитальдардың энергетикалық деңгейлерін, ал ортасында молекулалық орбитальдардың деңгейлерін келтіреді. Байланыстардың реті мен энергиясы: МО әдісінде байланыс еселігінің орнына байланыстың реттілігі n түсінігін енгізеді, ол байланыстырушы Nб және қопсытушы Nк молекулалық орбитальдардағы электрондар айырымының жартысына тең: Егер Nб = Nк болса, онда n = 0 және молекула түзілмейді. МО әдісінің ВБ әдісінен айырмашылығы сол, онда химиялық байланыс бір электронмен де түзіле беріледі; тиісінше байланыс реті бүтін сан болуымен қатар бөлшекті сан да бола береді: n = ½, 1, 3/2, 2, 5/2, 3 ... Бірінші период элементтерінің екі атомды молекулалары мен молекулярлық иондары. Сутек молекуласындағы химиялық байланыстың түзілуін электрондық конфигурациямен беруге болады: 2Н [1s1] → Н2[ (σ1s)2]. Байланыстың түзілуі кезінде энергетикалық диаграммамен сәйкестікте 1s – электрон σ1s-молекулярлық орбитальда табылады, ал σּ1s-орбиталі толтырылмай қалады. Байланыстың реті тең. Сутек молекуласындағы электрондардың спиндері жұптасқан, және ол диамагнитті. Сутектің атомы мен оң зарядталған сутек ионы әрекеттескенде молекулярлық Н2+ түзіледі: Н [1s1] + Н+ [1s0] → Н2+ [ (σ1s)1]. МО байланысының реті молекулярлық Н2+ ионына қарағанда Н2 молекуласының байланыс ұзындығы аз, ал байланыс энергиясы үлкен. МО әдісі теріс зарядталған Н2– ионының түзілу мүмкіндігін нұсқайды: Н [1s1] + Н– [1s2] → Н2– [ (σ1s)2 (σּ1s)1 ] Байланысының реті тең. Оның байланыс энергиясы мен ұзындығы Н2+ ионының байланыс энергиясына және ұзындығына жақын болуы керек. Н2+ және Н2– иондарында жұптаспаған электрондар бар және олар парамагнитті. Оттек молекуласының МО электрондармен толуын қарастырайық: 2О [K2s22p4] → → О2 [ KK (σ2s)2 (σּ2s)2 (π2py)2 (π2pz)2 (σ2pх)2 (πּ2py)1 (πּ2pz)1 ] Қопсытушы πּ2py және πּ2pz-орбитальдарында спиндері бірдей екі жұптаспаған электрон болады. Байланыс реті екіге тең. Сондықтан оттек парамагнитті. Оттектің парамагниттік қасиетін алдын ала болжамдау МО теориясында маңызды жетістік болып табылады. МО әдісі әмбебаптау және көптеген қосылыстардағы байланыстардың пайда болуы мен сипатын түсіндіре алады. Бірақ та бұл әдіс молекуладағы жекеленген атомдардың және молекула бөліктерінің сипаттамасын ашпайды. ВБ әдісі көрнекілеу және химиялық байланыстар мен көптеген қосылыстардың қасиеттерін түсіндіреді. Сондықтан ВБ және МО әдістері бірін бірі толықтырады. Қорытынды Қорыта келе, МО теориясы бойынша молекула тұтас жүйе деп есептеледі. ВБ әдісі бойынша атомның байланыс түзуге қатысқан орбитальдары және сол орбитальдардағы электрондар ӛзгеріске түседі, ал басқа электрондар ӛзгеріске түспейді, әр атомды жеке алғанда қандай күйде болса, сондай күйде қалады деп есептеледі. Әрбір атомда АО болатыны секілді әрбір молекулаға МО сәйкес келеді. Оларды АО s, p, d, f секілді σ, π, δ, φ деп белгілейміз. МО да АО секілді Паули принципіне, Гунд ережесіне сәйкес, энергия ӛсуіне сай электронға толады. МО теориясының негізі: 1) Молекула тұтас жүйе, ондағы барлық электрондар сол молекулаға ортақ. 2) Молекуладағы электрон атомдағы сияқты бір ядроның ӛрісінде емес, молекула құрамындағы барық ядро ӛрісінде болады. 3) Молекуладағы әр орбитальға молекулалық толқындық функция сәйкес келеді. 4) Молекулалық орбитальдарға электрондардың орналасуы Паули принципіне, Гунд ережесіне, орбитальдар энергиясының ӛсуіне сай жүреді. Пайдаланылған әдебиеттер тізімі 1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высш. Шк., 1998. – 640 с. 2. Угай Я.А. Общая и неорганическая химия.- М.: Высш. Шк., 2004.– 527 с. 3. Беремжанов Б.А., Нурахметов Н.Н. Жалпы химия. – Алматы: Мектеп, 1993. – 678 б. 4. Тантыбаева Б.С., Шаихова Б.Қ., Попова М.В. Избранные главы неорганической химии. Өскемен. Берел баспасы 2019ж. жүктеу/скачать 34,24 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|