ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
35
усовершенствовали и дополнили основные
положения МВС. Занимаясь изучением строения и
природы химической связи в гетероатомных
молекулах, Л. Полинг подошел к формулировке
такого фундаментального понятия как
относительная электроотрица-тельность.
Сразу после создания учения о ковалентной и
ионной химической связи, когда еще не были
известны основные принципы электронного
строения атомов и молекул, велась широкая
дискуссия о том, как описывать гетероатомные
Рис. 16. Лайнус Карл Полинг.
молекулы, например HCl, как имеющие ковалентную связь или как имеющие
ионную связь. Ионная структура H
+
CI
−
представлялась удовлетворительной,
поскольку было известно о существовании соответствующих ионов, а ион
хлора имеет устойчивую структуру аргона. Точно так же и ковалентная
структура казалась вполне обоснованной, поскольку включала поделенную
электронную пару, что создавало устойчивую конфигурацию гелия для
водорода и устойчивую конфигурацию аргона для хлора. Диэлектрическая
проницаемость газа, однако , соответствует электрическому дипольному
моменту, составляющему лишь 19% величины, ожидаемой для ионной
структуры при известном межатомном расстоянии 0,127 нм. Решение этой
проблемы было найдено с помощью общей квантово-механической теории в
рамках МВС. Оно сводилось к тому, что действительное строение молекулы в
основном состоянии может быть описано волновой функцией, представляющей
собой сумму функций, отвечающих ионной структуре и ковалентной структуре .
В случае молекулы HCl связь может быть описана как ковалентная с
небольшой долей ионности (19%).
Рассматриваемая молекула в ее основном состоянии имеет, конечно ,
единственное строение , которое может быть представлено единственной
формулой Н−Cl. В случае ковалентной связи между одинаковыми атомами, как
в Н−Н или Cl−Cl, связывающая электронная пара поделена поровну между
двумя атомами. Для ряда одинарных связей между неодинаковыми атомами
энергия связи равна средней энергии, отвечающей связям между одинаковыми
атомами. Примером может служить HI с энергией связи 299 кДж/моль, которая
всего лишь на 5 кДж/моль больше среднего значения для H
2
(436 кДж/моль) и I
2
(151 кДж/моль). Электрический дипольный момент молекулы HI также близок
к нулю , а это указывает на то, что поделенная электронная пара почти в равной
мере относится к обоим атомам . Связь в молекуле HI может быть описана как
ковалентная с очень малой степенью ионности.
Таким образом, при проведении квантово-механических расчетов остро
встала проблема определения значений коэффициентов c
1
и c
2
в уравнении (9).
Когда же связь имеет высокую степень полярности , энергия такой связи
35
усо в е рш е нст в о в али и до по лнили о сно в ные
по ло ж е нияМ В С . Занимаясь изуче ние м ст ро е нияи
приро ды химиче ско й св язи в ге т е ро ат о мных
мо ле кулах, Л. По линг по до ш е л к фо рмулиро в ке
т ако го фундаме нт ально го по нят ия как
о тно си те льная э ле ктро о три ца-те льно сть.
С разу по сле со зданияуче нияо ко в але нт но й и
ио нно й химиче ско й св язи, ко гда е щ е не были
изв е ст ны о сно в ные принципы эле ктро нно го
ст ро е ния ат о мо в и мо ле кул, в е лась ш иро кая
дискуссия о т о м, как о писыв ат ь ге т е ро ат о мные
Рис. 16. Лайнус К арл По линг.
мо ле кулы, наприме р HCl, как име ю щ ие ко в але нт ную св язь или какиме ю щ ие
ио нную св язь. Ио нная ст руктура H+CI− пре дст ав лялась удо в ле т в о рит е льно й,
по ско льку было изв е ст но о сущ е ст в о в ании со о т в е т ст в ую щ их ио но в , а ио н
хло ра име е т уст о йчив ую ст руктуру арго на. Т о чно т ак ж е и ко в але нт ная
ст руктура казалась в по лне о бо сно в анно й, по ско льку в клю чала по де ле нную
эле ктро нную пару, чт о со здав ало уст о йчив ую ко нфигурацию ге лия для
в о до ро да и уст о йчив ую ко нфигурацию арго на для хло ра. Д иэле ктриче ская
про ницае мо ст ь газа, о днако , со о т в е т ст в уе т эле ктриче ско му дипо льно му
мо ме нт у, со ст ав ляю щ е му лиш ь 19% в е личины, о ж идае мо й для ио нно й
ст руктуры при изв е ст но м ме ж ат о мно м расст о янии 0,127 нм. Ре ш е ние эт о й
про бле мы было найде но с по мо щ ью о бщ е й квант о в о -ме ханиче ско й т е о рии в
рамках М В С . О но св о дило сь кт о му, чт о де йст в ит е льно е ст ро е ние мо ле кулы в
о сно в но м со ст о янии мо ж е т быт ь о писано в о лно в о й функцие й, пре дст ав ляю щ е й
со бо й сумму функций, о т в е чаю щ их ио нно й ст руктуре и ко в але нт но й ст руктуре .
В случае мо ле кулы HCl св язь мо ж е т быт ь о писана как ко в але нт ная с
не бо льш о й до ле й ио нно ст и (19%).
Рассмат рив ае мая мо ле кула в е е о сно в но м со ст о янии име е т , ко не чно ,
е динст в е нно е ст ро е ние , ко т о ро е мо ж е т быт ь пре дст ав ле но е динст в е нно й
фо рмуло й Н−Cl. В случае ко в але нт но й св язи ме ж ду о динако в ыми ат о мами, как
в Н−Н или Cl−Cl, св языв аю щ ая эле ктро нная пара по де ле на по ро в ну ме ж ду
дв умя ат о мами. Д ля ряда о динарных св язе й ме ж ду не о динако в ыми ат о мами
эне ргия св язи рав на сре дне й эне ргии, о т в е чаю щ е й св язям ме ж ду о динако в ыми
ат о мами. Приме ро м мо ж е т служ ит ь HI с эне ргие й св язи 299 кД ж /мо ль, ко т о рая
в се го лиш ь на 5 кД ж /мо ль бо льш е сре дне го значе ниядляH2 (436 кД ж /мо ль) и I2
(151 кД ж /мо ль). Э ле ктриче ский дипо льный мо ме нт мо ле кулы HI т акж е близо к
кнулю , а эт о указыв ае т на т о , чт о по де ле ннаяэле ктро ннаяпара по чт и в рав но й
ме ре о т но сит ся ко бо им ат о мам. С в язь в мо ле куле HI мо ж е т быт ь о писана как
ко в але нт наяс о че нь мало й ст е пе нью ио нно ст и.
Т аким о бразо м, при про в е де нии квант о в о -ме ханиче ских расче т о в о ст ро
в ст ала про бле ма о пре де ле ния значе ний ко эффицие нт о в c1 и c2 в урав не нии (9).
К о гда ж е св язь име е т в ысо кую ст е пе нь по лярно сти , эне ргия т ако й св язи
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 33
- 34
- 35
- 36
- 37
- …
- следующая ›
- последняя »
