НАПРАВЛЕННОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ СВЯЗЕЙ. МОЛЕКУЛЫ NH 3 и H 2O . ПРИНЦИП МАКСИМАЛЬНОГО ПЕРЕКРЫВАНИЯ Теория Гайтлера-Лондона в обобщенном виде послужила основой метода валентных связей (МВС). Согласно МВС: 1.Каждая химическая связь создается парой электронов с антипараллельными спинами, участвующих в химической связи атомов. При этом электронные облака перекрываются и в пространстве между ядрами образуется область с высокой плотностью заряда. В результате потенциальная энергия системы уменьшается и возникает химическая связь. 2.Химическая связь всегда образуется в том направлении, где перекрывание электронных облаков максимально. Это утверждение носит название принципа максимального перекрывания. Наиболее сильная химическая связь создается с той из 2-х орбиталей рассматриваемого атома, которая с орбиталью другого атома создает большее перекрывание. Основываясь на этих утверждениях, МВС дает объяснение направленности ВС. Рассмотрим для примера молекулу H 2O . Как известно, электронная конфигурация атома кислорода: 8O : 1s 2 2s 2 2 p 4 1s 2 2s 2 2 px 2 py 2 pz электронов т.е. орбитали 2-х с неспаренными спинами, расположены под углом 900 друг к другу. При сближении атома водорода с атомом кислорода 1 s электрон водородного атома создает химическую связь с 2 p электроном атома кислорода с антипараллельным спином. Согласно принципу максимального перекрывания эти связи создаются вдоль осей OX и OY , т.е. в H 2O угол HOH должен быть равен 900. Однако опыты показывают, что этот угол равен 104,50. Это расхождение следующим образом. теории и практики можно объяснить 1. Химическая связь OH полярная ковалентная. Электроотрицательность (ЭО) кислорода больше ЭО водорода, поэтому в связи O H электронное облако смещается к водорода заряжается положительно. В атому кислорода. Атом результате кулоновского отталкивания 2-х протонов угол H O H увеличивается. 2. В H 2O параллельны, а спины электронов, участвующих в связи O H это приводит к отталкиванию между ними. Аналогично можно объяснить структуру молекул NH 3 . Известно, что электронная структура азота 7 N в основном состоянии: 1s 2 2 s 2 2 p x 2 p y 2 p z т.е. 3 неспаренных электрона находятся на 3-х орбиталях. Согласно принципу максимального перекрывания N H связи будут располагаться вдоль осей OX , OY , OZ с HNH валентными углами, равными 900. Значит молекула NH 3 .должна быть в виде пирамиды, на вершине которой находится атом H 2 . Опыты показывают, что в NH 3 валентные углы между связями N H 107,3o . Разница между теоретическими и экспериментальными значениями валентных углов может быть объяснена так же как и в случае молекулы H 2O . Если бы не воздействие посторонних сил,то p -электроны стремятся к образованию химических связей под углом 900 друг к другу.