Η θεωρία δεσμού Valence (VB) είναι μια θεωρία χημικών δεσμών που εξηγεί τη χημική ουσία συγκόλληση μεταξύ δύο άτομα. Όπως η θεωρία μοριακών τροχιακών (MO), εξηγεί τη σύνδεση χρησιμοποιώντας αρχές της κβαντικής μηχανικής. Σύμφωνα με τη θεωρία των δεσμών σθένους, η συγκόλληση προκαλείται από την επικάλυψη του μισοπληρωμένου ατομικού τροχιακά. Τα δύο άτομα μοιραστείτε το μη συζευγμένο ηλεκτρόνιο του άλλου για να σχηματίσετε ένα γεμάτο τροχιακό για να σχηματίσετε ένα υβριδικό τροχιακό και συνδέστε μαζί. Sigma και pi ομόλογα αποτελούν μέρος της θεωρίας των δεσμών σθένους.
Λέξεις-κλειδιά: Θεωρία δεσμών Valence Bond (VB)
- Η θεωρία δεσμών Valence ή η θεωρία VB είναι μια θεωρία που βασίζεται στην κβαντική μηχανική που εξηγεί πώς λειτουργεί η χημική συγκόλληση.
- Στη θεωρία των δεσμών σθένους, τα ατομικά τροχιακά των μεμονωμένων ατόμων συνδυάζονται για να σχηματίσουν χημικούς δεσμούς.
- Η άλλη σημαντική θεωρία της χημικής σύνδεσης είναι η μοριακή τροχιακή θεωρία ή η θεωρία της ΜΟ.
- Η θεωρία του δεσμού Valence χρησιμοποιείται για να εξηγήσει πώς σχηματίζονται ομοιοπολικοί χημικοί δεσμοί μεταξύ αρκετών μορίων.
Θεωρία
Η θεωρία του δεσμού Valence προβλέπει τον σχηματισμό ομοιοπολικού δεσμού μεταξύ των ατόμων όταν έχουν αμιγείς τροχιακές ποσότητες ημισείας γεμάτη σθένους, που το καθένα περιέχει ένα μόνο μη ζευγαρωμένο ηλεκτρόνιο. Αυτά τα ατομικά τροχιακά επικαλύπτονται, έτσι ώστε τα ηλεκτρόνια να έχουν την υψηλότερη πιθανότητα να βρίσκονται μέσα στην περιοχή των δεσμών. Και τα δύο άτομα μοιράζονται τότε τα απλά μη ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια για να σχηματίσουν ασθενώς συζευγμένα τροχιακά.
Οι δύο ατομικές τροχιές δεν χρειάζεται να είναι οι ίδιες μεταξύ τους. Για παράδειγμα, οι δεσμοί sigma και pi μπορούν να αλληλεπικαλύπτονται. Οι δεσμοί Sigma σχηματίζονται όταν τα δύο κοινά ηλεκτρόνια έχουν τροχιακά που επικαλύπτονται από το κεφάλι στο κεφάλι. Αντίθετα, οι δεσμοί π σχηματίζονται όταν οι τροχιές αλληλεπικαλύπτονται αλλά είναι παράλληλες μεταξύ τους.
Οι δεσμοί Sigma σχηματίζονται μεταξύ ηλεκτρονίων δύο s-τροχιακών, επειδή το τροχιακό σχήμα είναι σφαιρικό. Οι απλοί δεσμοί περιέχουν έναν δεσμό sigma. Οι διπλοί δεσμοί περιέχουν δεσμό sigma και δεσμό pi. Οι τριπλοί δεσμοί περιέχουν δεσμό sigma και δύο δεσμούς pi. Όταν οι χημικοί δεσμοί σχηματίζονται μεταξύ των ατόμων, τα ατομικά τροχιακά μπορεί να είναι υβρίδια δεσμών σίγμα και π.
Η θεωρία βοηθά στην εξήγηση του σχηματισμού δεσμών σε περιπτώσεις όπου α Δομή Lewis δεν μπορεί να περιγράψει πραγματική συμπεριφορά. Στην περίπτωση αυτή, μπορούν να χρησιμοποιηθούν πολλές δομές δεσμού σθένους για να περιγράψουν μία απλή στένωση Lewis.
Ιστορία
Η θεωρία δεσμών Valence αντλεί από τις δομές του Lewis. G.N. Ο Lewis πρότεινε αυτές τις δομές το 1916, με βάση την ιδέα ότι δύο κοινά ηλεκτρόνια σύνδεσης σχημάτιζαν χημικούς δεσμούς. Η κβαντομηχανική εφαρμόστηκε για να περιγράψει τις ιδιότητες πρόσφυσης στη θεωρία Heitler-London του 1927. Αυτή η θεωρία περιγράφει τον σχηματισμό χημικού δεσμού μεταξύ των ατόμων υδρογόνου στο μόριο του Η2 χρησιμοποιώντας την εξίσωση κύματος Schrödinger για να συγχωνεύσει τις κυματομορφές των δύο ατόμων υδρογόνου. Το 1928, ο Linus Pauling συνένωσε την ιδέα του Lewis με τη θεωρία του Heitler-Λονδίνου για να προτείνει τη θεωρία των δεσμών σθένους. Η θεωρία του δεσμού Valence αναπτύχθηκε για να περιγράψει την αντήχηση και την υβριδοποίηση του τροχού. Το 1931, ο Pauling δημοσίευσε ένα έγγραφο σχετικά με τη θεωρία των ομολόγων σθένους με τίτλο "Σχετικά με τη φύση του χημικού δεσμού". Τα πρώτα προγράμματα υπολογιστών που χρησιμοποιήθηκαν για να περιγράψει τη χημική σύνδεση που χρησιμοποιείται η μοριακή τροχιακή θεωρία, αλλά από τη δεκαετία του 1980, οι αρχές της θεωρίας των δεσμών σθένους έχουν γίνει προγραμματιζόμενος. Σήμερα, οι σύγχρονες εκδόσεις αυτών των θεωριών είναι ανταγωνιστικές μεταξύ τους όσον αφορά την ακριβή περιγραφή της πραγματικής συμπεριφοράς.
Χρησιμοποιεί
Η θεωρία δεσμών Valence μπορεί συχνά να εξηγήσει πώς ομοιοπολικούς δεσμούς μορφή. ο διατονικός μόριο φθορίου, F2, είναι ένα παράδειγμα. Τα άτομα φθορίου σχηματίζουν μεμονωμένους ομοιοπολικούς δεσμούς μεταξύ τους. Ο δεσμός F-F προκύπτει από αλληλεπικάλυψη Πz τα τροχιακά, τα οποία περιέχουν το καθένα ένα μόνο μη ζευγαρωμένο ηλεκτρόνιο. Μια παρόμοια κατάσταση συμβαίνει στο υδρογόνο, Η2, αλλά τα μήκη και η δύναμη των δεσμών είναι διαφορετικά μεταξύ του Η2 και F2 μόρια. Ένας ομοιοπολικός δεσμός σχηματίζεται μεταξύ υδρογόνου και φθορίου σε υδροφθορικό οξύ, HF. Αυτός ο δεσμός σχηματίζεται από την επικάλυψη του υδρογόνου 1μικρό τροχιακό και το φθόριο 2Πz τροχιακό, τα οποία έχουν το καθένα ένα μη ζευγαρωμένο ηλεκτρόνιο. Στο HF, και τα άτομα υδρογόνου και φθορίου μοιράζονται αυτά τα ηλεκτρόνια σε ένα ομοιοπολικό δεσμό.
Πηγές
- Cooper, David L.; Gerratt, Joseph; Raimondi, Mario (1986). "Η ηλεκτρονική δομή του μορίου βενζολίου." Φύση. 323 (6090): 699. doi:10.1038 / 323699α0
- Messmer, Richard Ρ.; Schultz, Peter A. (1987). "Η ηλεκτρονική δομή του μορίου βενζολίου." Φύση. 329 (6139): 492. doi:10.1038 / 329492a0
- Murrell, J. Ν.; Kettle, S.F.A.; Tedder, J. Μ. (1985). Ο χημικός δεσμός (2η έκδ.). John Wiley & Sons. ISBN 0-471-90759-6.
- Pauling, Linus (1987). "Ηλεκτρονική δομή του μορίου βενζολίου". Φύση. 325 (6103): 396. doi:10.1038 / 325396d0
- Shaik, Sason δ. ' Phillipe C. Hiberty (2008). Ένας οδηγός χημείας για τη θεωρία των δεσμών Valence. Νιού Τζέρσεϊ: Wiley-Interscience. ISBN 978-0-470-03735-5.