Теория валентной связи (VB) является теорией химической связи, которая объясняет химическую склеивание между двумя атомы. Как и теория молекулярных орбиталей (МО), она объясняет связь с использованием принципов квантовой механики. Согласно теории валентной связи, связь возникает из-за перекрытия наполовину заполненного атома орбитали. Два атома поделиться непарным электроном друг друга, чтобы сформировать заполненную орбиту, чтобы сформировать гибридная орбиталь и скрепить Сигма и пи облигации являются частью теории валентной связи.
Ключевые выводы: теория валентной связи (VB)
- Теория валентной связи или теория VB - это теория, основанная на квантовой механике, которая объясняет, как работает химическая связь.
- В теории валентных связей атомные орбитали отдельных атомов объединяются в химические связи.
- Другой основной теорией химической связи является молекулярно-орбитальная теория или теория МО.
- Теория валентных связей используется для объяснения того, как ковалентные химические связи образуются между несколькими молекулами.
теория
Теория валентных связей предсказывает образование ковалентных связей между атомами, когда они имеют наполовину заполненные валентные атомные орбитали, каждая из которых содержит один неспаренный электрон. Эти атомные орбитали перекрываются, поэтому электроны имеют наибольшую вероятность оказаться в пределах области связи. Затем оба атома разделяют одиночные неспаренные электроны, образуя слабо связанные орбитали.
Две атомные орбитали не обязательно должны быть одинаковыми друг с другом. Например, сигма-и пи-связи могут перекрываться. Сигма-связи образуются, когда два общих электрона имеют орбитали, которые накладываются друг на друга. Напротив, пи-связи образуются, когда орбитали перекрываются, но параллельны друг другу.
Сигма-связи образуются между электронами двух s-орбиталей, потому что форма орбиты сферическая. Одиночные облигации содержат одну сигма-связь. Двойные связи содержат сигма-связь и пи-связь. Тройные связи содержат сигма-связь и две пи-связи. Когда между атомами образуются химические связи, атомные орбитали могут быть гибридами сигма- и пи-связей.
Теория помогает объяснить образование связей в случаях, когда Структура Льюиса не могу описать реальное поведение. В этом случае несколько структур валентной связи могут быть использованы для описания одной стриктуры Льюиса.
история
Теория валентных связей основана на структурах Льюиса. Г.Н. Льюис предложил эти структуры в 1916 году, основываясь на идее, что два общих связывающих электрона образуют химические связи. Квантовая механика была применена для описания свойств связи в теории Гейтлера-Лондона 1927 года. Эта теория описывала образование химической связи между атомами водорода в молекуле H2 с использованием волнового уравнения Шредингера для объединения волновых функций двух атомов водорода. В 1928 году Линус Полинг объединил идею парного связывания Льюиса с теорией Гейтлера-Лондона, чтобы предложить теорию валентных связей. Теория валентных связей была разработана для описания резонансной и орбитальной гибридизации. В 1931 году Полинг опубликовал статью о теории валентных связей под названием «О природе химической связи». Первые компьютерные программы, использованные для описания химической связи используется молекулярная теория орбиталей, но с 1980-х годов принципы теории валентных связей стали программируемый. Сегодня современные версии этих теорий конкурируют друг с другом в плане точного описания реального поведения.
Пользы
Теория валентных связей часто может объяснить, как ковалентные связи сформироваться. двухатомный молекула фтора, F2Это пример. Атомы фтора образуют одинарные ковалентные связи друг с другом. Связь F-F является результатом перекрытия пZ орбитали, каждый из которых содержит один неспаренный электрон. Аналогичная ситуация возникает в водороде, H2, но длина и сила связи различны между H2 и F2 молекулы. Ковалентная связь образуется между водородом и фтором в плавиковой кислоте, HF. Эта связь образуется из перекрытия водорода 1s орбиталь и фтор 2пZ орбитальный, каждый из которых имеет неспаренный электрон. В HF атомы водорода и фтора разделяют эти электроны в ковалентной связи.
источники
- Купер, Дэвид Л.; Джеррат, Джозеф; Раймонди, Марио (1986). «Электронная структура молекулы бензола». Природа. 323 (6090): 699. DOI:10,1038 / 323699a0
- Мессмер, Ричард П.; Шульц, Питер А. (1987). «Электронная структура молекулы бензола». Природа. 329 (6139): 492. DOI:10,1038 / 329492a0
- Murrell, J.N.; Kettle, S.F.A.; Теддер, Дж. М. (1985). Химическая связь (2-е изд.). Джон Вили и сыновья. ISBN 0-471-90759-6.
- Полинг, Линус (1987). «Электронная структура молекулы бензола». Природа. 325 (6103): 396. DOI:10,1038 / 325396d0
- Shaik, Sason S.; Филипп С. Hiberty (2008). Справочник химика по теории валентных связей. Нью-Джерси: Wiley-Interscience. ISBN 978-0-470-03735-5.