Teória valenčných väzieb (VB) je teória chemických väzieb, ktorá vysvetľuje chemikálie lepenie medzi dvoma atómy. Rovnako ako teória molekulárnej orbitálnej (MO), vysvetľuje spájanie pomocou princípov kvantovej mechaniky. Podľa teórie valenčných väzieb je väzba spôsobená prekrývaním čiastočne naplnených atómov orbitálov. Dva atómy zdieľajú navzájom nepárový elektrón druhého a tvoria vyplnenú orbitálnu formu hybridný orbitálny a spojiť dohromady. sigma a pi putá sú súčasťou teórie valenčných väzieb.
Kľúčové cesty: teória valencie dlhopisov (VB)
- Teória valenčných väzieb alebo teória VB je teória založená na kvantovej mechanike, ktorá vysvetľuje, ako funguje chemické viazanie.
- V teórii valenčných väzieb sa atómy atómov jednotlivých atómov kombinujú, aby vytvorili chemické väzby.
- Ďalšou hlavnou teóriou chemického viazania je teória molekulárnej orbitálnej dráhy alebo teória MO.
- Teória valenčných väzieb sa používa na vysvetlenie, ako sa tvoria kovalentné chemické väzby medzi niekoľkými molekulami.
teória
Teória valenčných väzieb predpovedá tvorbu kovalentných väzieb medzi atómami, keď majú polovične naplnené valenčné atómové orbitaly, z ktorých každý obsahuje jediný nepárový elektrón. Tieto atómy sa prekrývajú, takže elektróny majú najvyššiu pravdepodobnosť, že budú vo väzbovej oblasti. Oba atómy potom zdieľajú jednotlivé nepárové elektróny za vzniku slabo viazaných orbitálov.
Dva atómové orbitaly nemusia byť rovnaké. Napríklad väzby sigma a pi sa môžu prekrývať. Sigma väzby sa vytvárajú, keď majú dva zdieľané elektróny orbitály, ktoré sa prekrývajú hlavou od hlavy. Naopak, pi väzby sa tvoria, keď sa obežné dráhy prekrývajú, ale sú navzájom rovnobežné.
Sigma väzby sa vytvárajú medzi elektrónmi dvoch s-orbitálov, pretože orbitálny tvar je sférický. Jednotlivé väzby obsahujú jednu sigma väzbu. Dvojité väzby obsahujú sigma väzbu a pí väzbu. Trojité väzby obsahujú sigma väzbu a dve pí väzby. Keď sa medzi atómami tvoria chemické väzby, atómovými orbitálmi môžu byť hybridy väzieb sigma a pi.
Teória pomáha vysvetliť vytváranie väzieb v prípadoch, keď a Lewisova štruktúra nevie opísať skutočné správanie. V tomto prípade sa na opis jediného zúženia podľa Lewisa môže použiť niekoľko väzobných štruktúr valencie.
histórie
Teória valenčných väzieb vychádza z Lewisových štruktúr. G.N. Lewis navrhol tieto štruktúry v roku 1916 na základe myšlienky, že dva zdieľané väzbové elektróny vytvorili chemické väzby. Kvantová mechanika sa použila na opis väzbových vlastností v Heitler-London teórii z roku 1927. Táto teória opisuje chemickú väzbu medzi atómami vodíka v molekule H2 pomocou Schrödingerovej vlnovej rovnice na zlúčenie vlnových funkcií dvoch atómov vodíka. V roku 1928 Linus Pauling spojil Lewisovu myšlienku párového párovania s Heitlerovou-Londýnskou teóriou, aby navrhol teóriu valenčných väzieb. Teória valenčných väzieb bola vyvinutá na opis rezonančnej a orbitálnej hybridizácie. V roku 1931 Pauling publikoval dokument o teórii valenčných väzieb s názvom „O povahe chemického spojiva“. Prvé použité počítačové programy na popis chemickej väzby použitej teórie molekulárnej orbitálnej dráhy, ale od 80. rokov 20. storočia sa stali princípy teórie valenčných väzieb programovateľné. Dnešné moderné verzie týchto teórií si navzájom konkurujú z hľadiska presného popisu skutočného správania.
použitie
Teória valenčných väzieb môže často vysvetliť ako Kovalentné väzby tvoriť. diatomické molekula fluóru, F2, je príklad. Atómy fluóru spolu vytvárajú jednoduché kovalentné väzby. Väzba F-F je výsledkom prekrývania pz orbitály, z ktorých každý obsahuje jeden nepárový elektrón. Podobná situácia nastáva vo vodíku, H2, ale dĺžky a pevnosť väzby sa medzi H líšia2 a F2 molekuly. Medzi vodíkom a fluórom v kyseline fluorovodíkovej, HF, sa vytvára kovalentná väzba. Táto väzba sa tvorí z prekrývania vodíka 1s orbitálny a fluór 2pz orbitálne, z ktorých každý má nepárový elektrón. V HF majú atómy vodíka aj fluóru tieto elektróny v kovalentnej väzbe.
zdroje
- Cooper, David L.; Gerratt, Joseph; Raimondi, Mario (1986). „Elektronická štruktúra molekuly benzénu.“ príroda. 323 (6090): 699. doi:10,1038 / 323699a0
- Messmer, Richard P.; Schultz, Peter A. (1987). „Elektronická štruktúra molekuly benzénu.“ príroda. 329 (6139): 492. doi:10,1038 / 329492a0
- Murrell, J.N.; Kettle, S.F.A.; Tedder, J. M. (1985). The Chemical Bond (2. vydanie). John Wiley a synovia. ISBN 0-471-90759-6.
- Pauling, Linus (1987). "Elektronická štruktúra molekuly benzénu." Nature. 325 (6103): 396. doi:10,1038 / 325396d0
- Shaik, Sason S.; Phillipe C. Hiberty (2008). Sprievodca chemikom k teórii valencie Bonda. New Jersey: Wiley-Interscience. ISBN 978-0-470-03735-5.