Направленность ковалентной связи

Направленность ковалентной связи

Чем больше степень перекрывания электронных облаков, тем выше энергия химической связи. Чтобы это перекрывание было максимальным, оно должно происходить в направлении наибольшей электронной плотности. Например, при образовании двухатомных молекул HF перекрывание s-электронного облака атома водорода и р-электронного облака атома фтора осуществляется вдоль оси р-облака.

Направленность ковалентной связи

В соответствии с тем же принципом происходит образование химических связей и в многоатомных молекулах. Рассмотрим в качестве примера схему образования молекул воды из отдельных атомов. Конфигурация внешнего квантового слоя атома кислорода 2s2p4. Из распределения электронов по квантовым ячейкам видно, что валентными в атоме кислорода являются два не спаренных р— электрона. Один из трех р— подуровней (орбиталей) (пусть это будет рz-подуровень) занят парой электронов с противоположными спинами. Тогда рх и рy-подуровни, очевидно, заняты не спаренными электронами.

Ковалентная связьПри взаимодействии атома кислорода с атомами водорода одна связь О—Н образуется вдоль оси х, а другая — вдоль оси у (рис. 18). Отсюда следует, что угол между связями О—Н в молекуле воды должен составлять 90°. В действительности же он равен 104°34′. Такое расхождение между предполагаемым и экспериментальным значениями валентного угла объясняется взаимным отталкиванием атомов водорода, которое проявляется тем сильнее, чем ближе друг к другу они расположены в пространстве.

Образование молекулы воды

Поэтому в молекулах H2S, H2Se и Н2Те (радиусы центральных атомов в этом ряду возрастают) углы между связями последовательно снижаются, приближаясь к теоретическому смотрим рис. 2.

Аналогичное рассмотрение схемы образования молекул аммиака NH3 приводит к заключению, что они имеют пирамидальную форму, а углы между связями N—Н

Рис. 18. Образование молекулы воды.

равны 90°. На самом же деле вследствие взаимного отталкивания атомов водорода эти углы, близки к 107° .

Статья на тему Направленность ковалентной связи