Teoria wiązania walencyjnego (VB) to teoria wiązania chemicznego, która wyjaśnia tę substancję chemiczną klejenie pomiedzy dwa atomy. Podobnie jak teoria orbitali molekularnej (MO), wyjaśnia wiązanie przy użyciu zasad mechaniki kwantowej. Zgodnie z teorią wiązań walencyjnych wiązanie jest spowodowane nakładaniem się atomów w połowie wypełnionych orbitale. Dwa atomy dzielą się niesparowanym elektronem, tworząc wypełniony orbit, tworząc hybrydowy orbital i łączą się razem. Sigma i obligacje pi są częścią teorii wiązań walencyjnych.
Kluczowe rzeczy na wynos: Teoria Valence Bond (VB)
- Teoria wiązań walencyjnych lub teoria VB to teoria oparta na mechanice kwantowej, która wyjaśnia, jak działa wiązanie chemiczne.
- W teorii wiązań walencyjnych orbitale atomowe poszczególnych atomów łączone są w wiązania chemiczne.
- Inną ważną teorią wiązania chemicznego jest teoria orbitali molekularnych lub teoria MO.
- Teoria wiązań walencyjnych służy do wyjaśnienia, w jaki sposób powstają kowalencyjne wiązania chemiczne między kilkoma cząsteczkami.
Teoria
Teoria wiązań walencyjnych przewiduje tworzenie wiązań kowalencyjnych między atomami, gdy mają one do połowy wypełnione orbitale atomowe walencyjne, z których każdy zawiera pojedynczy niesparowany elektron. Te orbitale atomowe zachodzą na siebie, więc elektrony mają największe prawdopodobieństwo, że znajdą się w obszarze wiązania. Oba atomy dzielą następnie pojedyncze niesparowane elektrony, tworząc słabo sprzężone orbitale.
Dwie orbitale atomowe nie muszą być takie same. Na przykład wiązania sigma i pi mogą się nakładać. Wiązania Sigma powstają, gdy dwa wspólne elektrony mają orbitale, które nakładają się na siebie. Przeciwnie, wiązania pi powstają, gdy orbitale zachodzą na siebie, ale są do siebie równoległe.
Wiązania Sigma powstają między elektronami dwóch s-orbitali, ponieważ kształt orbity jest sferyczny. Pojedyncze wiązania zawierają jedno wiązanie sigma. Wiązania podwójne zawierają wiązanie sigma i wiązanie pi. Wiązania potrójne zawierają wiązanie sigma i dwa wiązania pi. Kiedy wiązania chemiczne tworzą się między atomami, orbitale atomowe mogą być hybrydami wiązań sigma i pi.
Teoria pomaga wyjaśnić tworzenie wiązań w przypadkach, gdy: Struktura Lewisa nie potrafię opisać prawdziwego zachowania. W tym przypadku można zastosować kilka struktur wiązań walencyjnych do opisania pojedynczego zwężenia Lewisa.
Historia
Teoria wiązań walencyjnych wywodzi się ze struktur Lewisa. G.N. Lewis zaproponował te struktury w 1916 r., Opierając się na idei, że dwa wspólne elektrony wiążące tworzą wiązania chemiczne. Mechanikę kwantową zastosowano do opisu właściwości wiązania w teorii Heitlera-Londynu z 1927 roku. Teoria ta opisuje tworzenie wiązań chemicznych między atomami wodoru w cząsteczce H2 za pomocą równania falowego Schrödingera w celu połączenia funkcji falowych dwóch atomów wodoru. W 1928 r. Linus Pauling połączył pomysł wiązania pary Lewisa z teorią Heitlera-Londynu, aby zaproponować teorię wiązania walencyjnego. Teoria wiązań walencyjnych została opracowana w celu opisania rezonansu i hybrydyzacji orbitalnej. W 1931 r. Pauling opublikował artykuł na temat teorii wiązań walencyjnych zatytułowany „O naturze wiązania chemicznego”. Pierwsze użyte programy komputerowe do opisu wiązania chemicznego wykorzystano molekularną teorię orbitalną, ale od lat 80. XX wieku stały się zasady teorii wiązania walencyjnego programowalny. Dzisiaj współczesne wersje tych teorii konkurują ze sobą pod względem dokładnego opisu prawdziwego zachowania.
Używa
Teoria wiązań walencyjnych często wyjaśnia, w jaki sposób wiązania kowalencyjne Formularz. The dwuatomowy cząsteczka fluoru, F2jest przykładem. Atomy fluoru tworzą ze sobą pojedyncze wiązania kowalencyjne. Wiązanie F-F wynika z nakładania się pz orbitale, z których każdy zawiera pojedynczy niesparowany elektron. Podobna sytuacja ma miejsce w przypadku wodoru, H2, ale długości i siła wiązania są różne dla H2 i F.2 molekuły. Wiązanie kowalencyjne tworzy się między wodorem i fluorem w kwasie fluorowodorowym, HF. Wiązanie to powstaje z nakładania się wodoru 1s orbital i fluor 2pz orbital, z których każdy ma niesparowany elektron. W HF zarówno atomy wodoru, jak i fluoru dzielą te elektrony w wiązaniu kowalencyjnym.
Źródła
- Cooper, David L.; Gerratt, Joseph; Raimondi, Mario (1986). „Struktura elektronowa cząsteczki benzenu”. Natura. 323 (6090): 699. doi:10.1038 / 323699a0
- Messmer, Richard P.; Schultz, Peter A. (1987). „Struktura elektronowa cząsteczki benzenu”. Natura. 329 (6139): 492. doi:10.1038 / 329492a0
- Murrell, J.N.; Kettle, S.F.A.; Tedder, J.M. (1985). Wiązanie chemiczne (Wydanie drugie). John Wiley & Sons. ISBN 0–471–90759–6.
- Pauling, Linus (1987). „Struktura elektronowa cząsteczki benzenu”. Natura. 325 (6103): 396. doi:10.1038 / 325396d0
- Shaik, Sason S.; Phillipe C. Hiberty (2008). Przewodnik chemika po teorii obligacji Valence'a. New Jersey: Wiley-Interscience. ISBN 978-0-470-03735-5.