Кристаллохимические закономерности в Периодической системе элементов Д.И.Менделеева. Простые вещества. Кузьмичева Г.М. - 13 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

21
этого связи M-M несколько ослабляются и межатомные
расстояния возрастают.
Система радиусов Титума, Гшнейднера и Уобера (1960 г),
соответствующая координационному числу 12, по-видимому,
является наиболее подходящей для анализа межатомных
расстояний в металлических фазах.
Неметаллы (B2)
В этой группе простых веществ химическое
взаимодействие проявляется совсем иначе, чем в группе
металлов, и обозначают это взаимодействие термином
ковалентная связь.
Ковалентная связь со структурной точки зрения
насыщенная и направленная в пространстве и
характеризуется небольшими координационными числами.
В противоположность другим типам связи, в случае
ковалентного взаимодействия координационное число атома
данного элемента и соответственно валентные углы между
его связями определяются не относительными размерами
этого атома и всех его соседей, а в основном электронной
структурой его внешней оболочки, т.е. положением элемента
в Периодической таблице. Насыщаемость и направленность
ковалентной связи составляют основу одного из наиболее
важных для химии (хотя и довольно неопределенного)
понятия валентности элемента.
Характеристика ковалентной связи
Теоретически трактовка ковалентной связи как
взаимодействия между совокупностью ядер и электронов
22
может основываться, естественно, лишь на общих законах
такого взаимодействия, т.е. на законах квантовой механики.
Необходимыми условиями образования прочной
ковалентной связи являются значительное перекрывание
электронных облаков соседних атомов и наличие у них
неспаренных электронов.
Наиболее простое объяснение происхождения
плотности перекрывания можно дать на основе метода
молекулярных орбиталей (МО ЛКАО). В этом методе
молекулярная орбиталь (МО) конструируется как сумма
одноэлектронных атомных орбиталей (АО) каждого из
связанных атомов:
АВ
=
А
+
В
. Поскольку электронная
плотность характеризуется квадратом волновой функции, то
для молекулы находим
2
АВ
=
2
А
+2
А В
+
2
В
, а для
атомов
2
А
и
2
В
. Нетрудно видеть, что по сравнению с
простой суммой атомных электронных плотностей молекула
(или двухэлектронная связь между атомами в кристалле)
характеризуется дополнительной плотностью перекрывания 2
А В
.
Именно эта добавочная электронная плотность
центрируется в области между атомами, и если атомы А и В
химически одинаковы, то точно посередине между ними.
Этот избыток отрицательного заряда связывает положительно
заряженные атомные ядра, и поэтому приведенная выше
молекулярная орбиталь называется связывающей. Наряду со
связывающей существует и разрыхляющая молекулярная
орбиталь, которая имеет вид
АВ
=
А
-
В
. Такой вид МО
приводит к уменьшению электронной плотности в
пространстве между ядрами, что, напротив, является
причиной отталкивания ядер.
                              21                                                            22
этого связи M-M несколько ослабляются и межатомные          может основываться, естественно, лишь на общих законах
расстояния возрастают.                                      такого взаимодействия, т.е. на законах квантовой механики.
   Система радиусов Титума, Гшнейднера и Уобера (1960 г),       Необходимыми      условиями       образования   прочной
соответствующая координационному числу 12, по-видимому,     ковалентной связи являются значительное перекрывание
является наиболее подходящей для анализа межатомных         электронных облаков соседних атомов и наличие у них
расстояний в металлических фазах.                           неспаренных электронов.
                                                                 Наиболее     простое      объяснение     происхождения
                     Неметаллы (B2)                         плотности перекрывания можно дать на основе метода
                                                            молекулярных орбиталей (МО ЛКАО). В этом методе
   В    этой   группе   простых     веществ    химическое   молекулярная орбиталь (МО) конструируется как сумма
взаимодействие проявляется совсем иначе, чем в группе       одноэлектронных атомных орбиталей (АО) каждого из
металлов, и обозначают это взаимодействие термином          связанных атомов: АВ= А+ В. Поскольку электронная
ковалентная связь.                                          плотность характеризуется квадратом волновой функции, то
   Ковалентная связь со структурной точки зрения            для молекулы находим 2АВ= 2А+2 А В+ 2В, а для
насыщенная     и   направленная    в    пространстве    и   атомов 2А и 2В. Нетрудно видеть, что по сравнению с
характеризуется небольшими координационными числами.        простой суммой атомных электронных плотностей молекула
   В противоположность другим типам связи, в случае         (или двухэлектронная связь между атомами в кристалле)
ковалентного взаимодействия координационное число атома     характеризуется дополнительной плотностью перекрывания 2
данного элемента и соответственно валентные углы между       А В. Именно эта добавочная электронная плотность
его связями определяются не относительными размерами        центрируется в области между атомами, и если атомы А и В
этого атома и всех его соседей, а в основном электронной    химически одинаковы, то точно посередине между ними.
структурой его внешней оболочки, т.е. положением элемента   Этот избыток отрицательного заряда связывает положительно
в Периодической таблице. Насыщаемость и направленность      заряженные атомные ядра, и поэтому приведенная выше
ковалентной связи составляют основу одного из наиболее      молекулярная орбиталь называется связывающей. Наряду со
важных для химии (хотя и довольно неопределенного)          связывающей существует и разрыхляющая молекулярная
понятия валентности элемента.                               орбиталь, которая имеет вид АВ= А- В. Такой вид МО
                                                            приводит к уменьшению электронной плотности в
           Характеристика ковалентной связи                 пространстве между ядрами, что, напротив, является
    Теоретически трактовка ковалентной связи как            причиной отталкивания ядер.
взаимодействия между совокупностью ядер и электронов