Донорно акцепторная связь

Донорно акцепторная связь

Согласно квантовомеханической теории ковалентная связь возникает в результате взаимодействия электронов с антипараллельными спинами

Донорно акцепторная связь

Можно представить себе такой случай, когда связующая пара электронов поступает в общее пользование только от одного из взаимодействующих атомов, например от атома А (донор неподеленной пары электронов) к В (акцептор неподеленной пары электронов):

А: + В→А:В

Связь, осуществляющаяся за счет не поделенной пары электронов одного атома и свободных подуровней (орбиталей) второго атома, называется донорно акцепторной. Она часто встречается как в органических, так и в неорганических соединениях. Рассмотрим конкретный случай образования донорно акцепторной связи на примере взаимодействия аммиака с хлороводородом. Молекула аммиака имеет пирамидальное строение, однако ее можно рассматривать и как тетраэдр, в одной из вершин которого находится не поделенная пара электронов. В молекуле НСl электронное облако, осуществляющее связь между атомами, смещено в сторону более электроотрицательного хлора, в результате чего на атоме водорода появляется положительный заряд δ+.

При сближении молекул NH3 и НСl они ориентируются друг относительно друга своими противоположно заряженными частями:

Донорно акцепторная связь

Облако не поделенной пары электронов атома азота вытягивается по направлению к положительно заряженному атому водорода, и между ними возникает химическая связь

Донорно акцепторная связь

В образовавшемся катионе аммония NH+все четыре связи N—Н равноценны и он имеет строение правильного тетраэдра. Аналогично происходит образование катиона гидроксония Н3О+ в водных растворах кислот:

Образование катиона гидроксония

В рассмотренных примерах атомы кислорода и азота, входящие в состав молекул воды и аммиака, оказались донорами не поделенной пары электронов, а ион Н+ — ее акцептором. В общем случае донором электронной пары может быть лишь тот атом, который окружен октетом электронов, а акцептором этой пары — атом, имеющий свободные подуровни. Так, атом бора в соединении BFимеет незаполненный 2р-подуровень и поэтому легко присоединяет отрицательно заряженный ион фтора, образуя комплексный анион BF4:

Атом бора в соединении BF3 

Из-за отсутствия свободных d-подуровней в атомах углерода его свойства отличаются от свойств ближайшего аналога — кремния. В то время как молекула CF4 является электрононасыщенной, в соединении SiF4 у атомов кремния остается незаполненным 3d-подуровень. Молекула SiF4 легко присоединяет два иона F, образуя двухзарядный гексафторидсилиций анион SiF62-. Электронное строение атома кремния в этом анионе можно представить в виде следующей схемы:

Электронное строение атома кремния

Анион SiF62- имеет октаэдрическое строение, причем все шесть связей Si—F равноценны. Это объясняется sp3d2-гибридизацией:

Электронное строение атома кремния

Особую склонность к образованию донорно акцепторных связей проявляют в качестве акцептора переходные d-элементы четвертого периода, стремящиеся заполнить близкие по энергии 3d 4s— и 4р-подуровни.

Статья на тему Донорно акцепторная связь