Теория ковалентной (гомеополярной) связи. Метод валентных связей.
Статьи / Применение сингулярной матрицы в химии / Теория ковалентной (гомеополярной) связи. Метод валентных связей.
Страница 2

1) кулоновский интеграл

J

выражает энергию взаимодействия зарядов при отсутствии обмена электронов между ядрами:

,

где можно рассматривать как члены гамильтониана, выражающие взаимодействие между атомами;

2) обменный интеграл К

характеризует уменьшение энергии системы, связанное с обменом электронов местами:

;

3) интеграл перекрывания

S

отвечает перекрыванию волновых функций соединяющихся атомов:

Сравнением величин интегралов можно показать, что на расстоянии

R = r0 |К|>>|J| (при этом обе величины отрицательны). S ≈ 0,6, а решение уравнения (13) дает два значения энергии Е+ < 2Е0 и Е- > 2Е0. Следовательно, образование химической связи

(минимум энергии Е+) характеризуется функцией ψ+.

Вид волновой ψ-функции каждого электрона зависит только от трех квантовых чисел n, l, m. Очевидно, электроны в молекуле, состояние которых описывается симметричной ψ+-функцией, должны иметь различные спиновые квантовые числа –

их спины противоположно направлены, или антипараллельны.

Наоборот, ψ--функция отвечает состоянию электронов с одинаково направленными или параллельнымиспинами.

Таким образом, метод ВС приводит к выводу, что основное значение при образовании химической связи имеет обменное взаимодействие зарядов, удовлетворяющее условию антипараллельности спинов электронов.

Метод ВС позволяет решать ряд задач, связанных с изучением молекул. С его помощью получены ценные сведения о строении и свойствах бензола и его соединений, некоторых многоатомных молекул ионов. Используемые в методе валентные схемы наглядны и близки к классическим химическим формулам. Однако, составляющий основу метода принцип обязательного спаривания электронов с антипараллельными спинами справедлив лишь для S-электронов. С точки зрения метода ВС невозможно понять свойства парамагнитных молекул (например, О2), свойства многих сопряженных и ароматических систем, а также большинства неорганических молекул. Встречаются немалые трудности и при решении других задач.

Страницы: 1 2 

Смотрите также

Теория растворов
...

Теория химического строения органических соединений. Электронная природа химических связей. Предпосылки теории строения. Теория химического строения. Изомерия
...

Получение алкилгалогенидов действием на спирты тионилхлорида
Функциональная группа спиртов содержит электроотрицательный атом кислорода с двумя неподеленными парами электронов. В молекуле спиртов можно выделить следующие реакционные центры: ...