共价键理论
用量子力学处理氢气分子H2,解决了两个氢原子之间化学键的本质问题,并将对 H2 的处理结果推广到其它分子中,形成了以量子力学为基础的共价键理论(V. B. 法)。
基本信息
- 中文名称
共价键理论
- 提出时间
1927年
- 所属学科
化学
- 提出者
Heitler、London
共价键的形成
A、B 两原子各有一个成单电子,当 A、B 相互接近时,两电子以自旋相反的方式结成电子对,即两个电子所在的原子轨道能相互重叠,则体系能量降低,形成化学键,亦即一对电子则形成一个共价键。
形成的共价键越多,则体系能量越低,形成的分子越稳定。因此,各原子中的未成对电子尽可能多地形成共价键。
配位键形成条件:一种原子中有孤对电子,而另一原子中有可与孤对电子所在轨道相互重叠的空轨道。在配位化合物中,经常见到配位键。
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共价键的特征
饱和性:几个未成对电子(包括原有的和激发而生成的),最多形成几个共价键。例如:O有两个单电子,H有一个单电子,所以结合成水分子,只能形成2个共价键;C最多能与H 形成4个共价键。
方向性:各原子轨道在空间分布是固定的,为了满足轨道的最大重叠,原子间成共价键时,当然要具有方向性。
1940年 Sidgwick 提出价层电子对互斥理论,用以判断分子的几何构型. 分子 ABn 中,A 为中心,B 为配体,B均与A有键联关系. 本节讨论的 ABn 型分子中,A为主族元素的原子.
理论要点
ABn 型分子的几何构型取决于中心 A 的价层中电子对的排斥作用.分子的构型总是采取电子对排斥力平衡的形式.
1) 中心价层电子对总数和对数
a)中心原子价层电子 总数等于中心 A 的价电子数(s + p)加上配体在成键过程中提供的电子数,如 CCl4 4 + 1×4 = 8
b)氧族元素的氧族做中心时: 价电子数为 6,如 H2O,H2S;
做配体时:提供电子数为 0,如在 CO2中.
c)处理离子体系时,要加减离子价
d)总数除以 2 ,得电子对数: 总数为奇数时,对数进 1,例如:总数为 9,对数为 5
2) 电子对和电子对空间构型的关系