8: Розширені теорії ковалентного зв'язку
- Page ID
- 22406
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
We have examined the basic ideas of bonding, showing that atoms share electrons to form molecules with stable Lewis structures and that we can predict the shapes of those molecules by valence shell electron pair repulsion (VSEPR) theory. These ideas provide an important starting point for understanding chemical bonding. But these models sometimes fall short in their abilities to predict the behavior of real substances. How can we reconcile the geometries of s, p, and d atomic orbitals with molecular shapes that show angles like 120° and 109.5°? Furthermore, we know that electrons and magnetic behavior are related through electromagnetic fields.
- 8.0: Прелюдія до ковалентного склеювання
- Проте кисень демонструє дуже різну магнітну поведінку, ніж азот. Ми можемо заливати рідкий азот через магнітне поле без видимих взаємодій, в той час як рідкий кисень притягується до магніту і плаває в магнітному полі. Нам потрібно зрозуміти додаткові поняття теорії валентних зв'язків, орбітальної гібридизації та теорії молекулярної орбіти, щоб зрозуміти ці спостереження.
- 8.1: Теорія валентних зв'язків
- Теорія валентних зв'язків описує зв'язок як наслідок перекриття двох окремих атомних орбіталей на різних атомах, що створює область з однією парою електронів, розділених між двома атомами. Коли орбіталі перекриваються вздовж осі, що містить ядра, вони утворюють зв'язок σ. Коли вони перекриваються таким чином, що створює вузол уздовж цієї осі, вони утворюють π зв'язок.
- 8.2: Гібридні атомні орбіталі
- Ми можемо використовувати гібридні орбіталі, які є математичними комбінаціями деяких або всіх валентних атомних орбіталів, для опису електронної густини навколо ковалентно зв'язаних атомів. Ці гібридні орбіталі або утворюють сигма-зв'язки (σ), спрямовані в бік інших атомів молекули, або містять поодинокі пари електронів. Визначити тип гібридизації навколо центрального атома можна з геометрії областей електронної щільності про нього.
- 8.3: Кілька облігацій
- Множинні зв'язки складаються з σ зв'язку, розташованої уздовж осі між двома атомами і однією або двома π зв'язками. Зв'язки σ зазвичай утворюються перекриттям гібридизованих атомних орбіталей, тоді як π зв'язки утворюються побічним перекриттям негібридизованих орбіталей. Резонанс виникає, коли є кілька негібридизованих орбіталів з відповідним вирівнюванням для перекриття, тому розміщення π зв'язків може змінюватися.
- 8.4: Теорія молекулярної орбіти
- Молекулярна орбітальна теорія (МО) описує поведінку електронів в молекулі з точки зору комбінацій атомних хвильових функцій. Отримані молекулярні орбіталі можуть поширюватися на всі атоми в молекулі. Сполучні молекулярні орбіталі утворюються за допомогою інфазових комбінацій атомних хвильових функцій, а електрони на цих орбіталах стабілізують молекулу. Антизв'язуючі молекулярні орбіталі виникають внаслідок позафазових комбінацій, а електрони на цих орбіталах роблять молекулу менш стабільною.
- 8.E: Розширені теорії ковалентного зв'язку (вправи)
- Це домашні вправи для супроводу TextMap, створеного для «Хімії» OpenStax. Додаткові загальні банки питань хімії можна знайти для інших Textmaps і можуть бути доступні тут. На додаток до цих загальнодоступних питань, доступ до приватного банку проблем для використання в іспитах та домашніх завданнях доступний викладачам лише в індивідуальному порядку; будь ласка, зв'яжіться з Delmar Larsen для облікового запису з дозволом на доступ.