Vì sao liên kết xích ma bền hơn liên kết pi

· lúc các ngulặng tử sinh hoạt thiệt cách nhau chừng tiến mang lại sát nhau xúc tiến trước tiên xuất hiện là xúc tiến hút ít, đến một khoảng cách nhất thiết bước đầu lộ diện liên quan đẩy, Lúc tất cả sự cân bằng giữa hai lực thì liên kết hóa học hiện ra.

· Liên kết hóa học sinh ra khớp ứng cùng với những nguim tử cần sắp xếp lại cấu tạo e các phân phần ngoài thuộc làm sao để cho đạt tổng năng lượng chung của hệ cần thụt lùi xuống thì link new bền, tức thị Khi tất cả sự chế tạo ra thành links thì quá trình phạt sức nóng (ΔH

2. Bản chất liên kết hóa học:

· Liên kết hóa học tất cả bản chất điện vì chưng cơ sở chế tác thành links là lực can dự thân những phân tử có năng lượng điện (e tích năng lượng điện âm – phân tử nhân tích năng lượng điện dương).

Bạn đang xem: Vì sao liên kết xích ma bền hơn liên kết pi

*

Hình 4.1. Tương tác giữa các phân tử sở hữu năng lượng điện

· Trong những địa chỉ hóa học chỉ gồm các e của không ít phân phần ngoài cùng thực hiện link, sẽ là các e hóa trị. Các e hóa trị phía trong những AO hóa trị.

· Theo cơ học tập lượng tử, nghiên cứu và phân tích liên kết là phân tích sự phân bố mật độ e trong ngôi trường phân tử nhân của những nguim tử tạo nên đúng theo chất.

3. Một số đặc thù của liên kết:

Những thông số thiết yếu đặc trưng cho phân tử cùng mang lại link là độ lâu năm liên kết, góc hóa trị cùng năng lượng link.

v Độ nhiều năm link (l):

*
Là khoảng cách giữa hai hạt nhân của các nguim tử tsay mê gia link. Độ dài links thay đổi tất cả qui hình thức và phụ thuộc vào vào: thực chất nguim tử (kích cỡ, độ âm điện ), phong cách liên kết (1-1, đôi, ba).

v Góc hóa trị (góc liên kết):

Là góc hòa hợp vì chưng nhì đoạn trực tiếp nối hạt nhân nguim tử trung trung tâm với nhì phân tử nhân nguyên tử liên kết. Góc hóa trị biến hóa gồm qui nguyên tắc và nhờ vào vào:

*
*
*
*

Ø Bản hóa học ngulặng tử.

Ø Kiểu liên kết. (H3C─CH3: CĈH = 109028’);

(H2C═CH2: CĈH = 1200); (HC≡CH: CĈH = 1800)

Ø Dạng hình học tập phân tử.

Ø Tương tác đẩy thân những đôi electron liên kết cùng ko liên kết vào phân tử.

v Năng lượng liên kết:

Là năng lượng buộc phải tiêu hao nhằm phá hủy links thành các nguyên tử cô lập sống thể khí (tốt cũng đó là năng lượng giải pchờ ra Lúc tạo thành thành links từ bỏ các nguyên ổn tử cô lập thể khí ban đầu ).

A─B(k) + EA─B A(k) + B(k) => EA─B = Ephân ly AB

ABn(k) + EABn A(k) + nB(k) => ĒA─B =

*
EABn

Năng lượng links phụ thuộc vào độ lâu năm links, độ bội links (bậc liên kết) với thời gian chịu đựng links. Người ta nhận ra :*Bậc lk↑, E lk↑, độ bền lk↑, độ nhiều năm lk↓.

Xem thêm: Vì Sao Nói Hiến Pháp Là Luật Cơ Bản Của Nhà Nước Có Hiệu Lực Pháp Lí Cao Nhất ?

*

*

II- LIÊN KẾT CỘNG HÓA TRỊ :

Có hai cách thức giao động để giải phương trình sóng Schrödinger mang đến hệ phân tử, từng phương pháp vị một nhóm tác giả đưa ra có mặt một thuyết về liên kết cộng hóa trị :

· Thuyết links hóa trị (VB: valence bond theory) (Heitler–London–Pauling): xem hàm sóng phân tử là tích số các hàm sóng nguim tử.

· Thuyết orbital phân tử (MO: molecule orbital theory) (Mulliken): coi hàm sóng phân tử là phxay tổ hợp cộng với trừ những hàm sóng ngulặng tử.

1. Tmáu liên kết hóa trị (phương pháp VB)

a. Phân tử H2 : Xét hệ

*

*

*

Ø Phương trình sóng Schrödinger viết cho hệ trên:

*

· Với V là cố kỉnh năng của hệ (theo quy ước: khi không có can dự thay năng = 0, gồm hệ trọng hút ít cố năng sút nên sở hữu vệt âm, gồm địa chỉ đẩy cố kỉnh năng tăng đề nghị mang vệt dương)

*

· khi nhị nguim tử sinh hoạt cách nhau chừng cực kì, chỉ bao gồm hệ trọng thân e cùng hạt nhân của từng nguim tử H độc thân. Lúc đó sự vận động của e được biểu lộ bằng hàm sóng của từng nguim tử H:

*
*

· Một biện pháp sấp xỉ, xem hàm sóng Ψ của hệ

*
là :
*

· Khi hai nguyên ổn tử H tiến mang đến ngay gần nhau: e1 không chỉ là Chịu lực hút của hạt nhân a Hơn nữa chịu lực hút ít của hạt nhân b, và e2 thì ngược trở lại. Do vậy hàm sóng được bổ sung cập nhật thêm một đại lượng tương đương là:

*

Nói cách không giống từ bây giờ nhị nguyên ổn tử có sự điều đình electron cùng nhau phải hàm sóng Ψ của hệ là:

*

· Thế

*
vào phương thơm trình sóng Schrödinger và giải nhận được 2 đáp số: c1 = c2 = CS c1 = - c2 = CA

Kết quả tất cả 2 hàm sóng đặc trưng mang lại tinh thần của những e trong hệ trên:

*
- hàm đối xứng (s: symmetry)

*
- hàm bội nghịch đối xứng (a: asymmetry)

· Ý nghĩa thiết bị lý:

o ΨS – hàm đối xứng : tương ứng cùng với 2 e thương lượng bao gồm spin ngược dấu nhau nên hút nhau làm cho tỷ lệ e vào vùng không gian thân nhị hạt nhân tăng thêm → lực hút gia tăng buộc phải links được hình thành.

o ΨA – hàm bất đối xứng : tương ứng cùng với 2 e hiệp thương có spin cùng dấu nhau đề nghị đẩy nhau làm cho mật độ e vào vùng không gian giữa hai hạt nhân triệt tiêu → bắt buộc links ko hình thành.

*Liên kết thân các nguim tử H được tạo nên thành nhỏng bên trên Gọi là links cùng hóa trị.

*
b.

Xem thêm: Hướng Dẫn Tập Yoga Tại Nhà Cho Người Mới Tập

Luận điểm cơ phiên bản của cách thức VB về links cộng hóa trị:

Ø Luận điểm 1: Liên kết cùng hóa trị xuất hiện trên cơ sở những cặp e ghnghiền đôi có spin ngược vết nhau cùng trực thuộc về đôi khi cả nhị ngulặng tử hệ trọng. Vì vậy, link cộng hóa trị có cách gọi khác là link nhị trọng tâm – nhị năng lượng điện tử.

Ø

*
Luận điểm 2: Liên kết cùng hóa trị được hiện ra vị sự xen phủ nhau giữa những AO hóa trị của những nguyên ổn tử địa chỉ.

Ø Luận điểm 3: Liên kết cộng hóa trị càng bền Lúc mật độ e vùng xen tủ thân các AO càng lớn. Độ xen bao phủ phụ thuộc vào vào form size, dạng hình với hướng xen đậy của các AO hóa trị.

c. Khả năng tạo nên liên kết cộng hóa trị của ngulặng tử và tính bão hòa link cùng hóa trị:

Ø Cơ chế tạo liên kết cùng hóa trị:

· Cơ chế ghxay đôi:

Liên kết cộng hóa trị được hiện ra bởi vì sự xen phủ của 2 AO hóa trị cất e đơn côi của 2 ngulặng tử thúc đẩy. Cặp e ghxay đôi vì nhì ngulặng tử chi ra.

· Cơ chế cho nhận:

*

Liên kết cộng hóa trị hiện ra do một nguyên ổn tử 1-1 pmùi hương chi ra cặp e hóa trị sử dụng phổ biến (nguim tử cho) còn nguim tử tê dìm cặp e này.

Điều khiếu nại tạo liên kết mang lại nhận: nguim tử cho bắt buộc gồm AO hóa trị chứa cặp e ghxay song ; nguyên tử thừa nhận buộc phải tất cả AO hóa trị trống.

Ø Khả năng tạo thành link cộng hóa trị của một nguyên ổn tử (theo cả hai cơ chế) được ra quyết định bởi số AO hóa trị (AO trống, AO cất electron đơn độc và AO cất cặp electron ghxay đôi) chứ không phải dựa vào vào số e hóa trị .Kết trái ta có:

Nguyên ổn tử của

PL e hóa trị

Số AO hóa trị

Số liên kết cht về tối nhiều

CKI

1s

1

1

CKII

2s 2p

4

4

CKIII

3s 3p 3d

9

9

Nguyên ổn tố d

ns (n-1)d np

9

9

TD:Trong các phân tử hoặc ion tiếp sau đây bao gồm hệ làm sao ko tồn tại: CF4, CF62-, SiF4, SiF62-, OF2, OF62- . Đáp : CF62-, OF62- .

Ø Điều khiếu nại tạo thành links cộng hóa trị:

o Năng lượng của những AO tđắm say gia xen phủ bắt buộc xê dịch nhau.

o Các AO tham mê gia xen bao phủ bắt buộc có tỷ lệ e đủ to.

o Các AO ttê mê gia xen phủ đề nghị thuộc tính kim chỉ nan.

Ø Biểu diễn link cùng hóa trị: H : H hoặc H – H

d. Các nhiều loại links cùng hóa trị và bậc của links cộng hóa trị:

Ø Liên kết s (sigma): có 1 vùng xen lấp của các AO nằm tại trục nối hai phân tử nhân. Liên kết σ bền cùng là link cộng hóa trị thứ nhất thân 2 nguyên tử. Có thể lộ diện giữa toàn bộ những một số loại AO: s – s, p – p, s – p, s – d, p – d …

*

*

*

Hình 4.3. Các loại liên kết sigma

Ø Liên kết p (pi): gồm 2 vùng xen đậy của các AO nằm ở phía 2 bên trục nối nhì hạt nhân. Trường vừa lòng này thường xuyên tương xứng với sự đậy bao phủ p – p, d – d, p – d… Do mật độ e xen đậy nhỏ rộng buộc phải links p kém nhẹm bền lâu s. Liên kết p chỉ hiện ra sau khi giữa nhì nguyên tử đã gồm link s.

*

Hình 4.4. Các loại liên kết pi

Ø Liên kết d (delta): hình thành vày 2 AO d cùng tính đối xứng bên trong nhị mặt phẳng song song xen phủ lẫn nhau đồng loạt cả 4 múi. Liên kết δ cũng kỉm bền.

*

Hình 4.5. Liên kết Delta

Ø Liên kết p ko định chỗ: Là liên kết π mà các electron π ko cố định và thắt chặt ngơi nghỉ những ngulặng tử ban đầu sẽ ném ra, bọn chúng chuyển phiên xung quanh trên một trong những hạt nhân nhiều hơn hoặc cả phân tử. Những hệ tất cả liên kết π ko định chỗ thường có bậc liên kết ko nguim.

Ví dụ: C6H6: Có 3 điểm sáng cấu tạo: (i) Toàn bộ 12 ngulặng tử nằm ở một mặt phẳng. (ii) Tất cả những góc link số đông bởi 1200. (iii) Độ lâu năm 6 liên kết C-C đều nhau và có mức giá trị trọng điểm C─C với C═C.

*

*

Bậc liên kết (C ÷ C) = 1,5

*Bậc liên kết cộng hoá trị: là mốc giới hạn lặp lại liên kết giữa nhị nguyên tử. Bậc liên kết có thể không nguyên ổn (TD: BF3 là một,33; NO2 là 1 trong những,5; CO32- cùng SO32- là một,33; butadien-1,3 là 1 trong,67…)

Cách tính bậc links cùng hóa trị theo tngày tiết VB (có 2 cách):

Bậc liên kết = 1σ + (số lk π ⁄ số lk σ) = ½(Tổng số e lk ⁄ số lk σ)

TD: CH2=CH─CH=CH2 . Blk= 1σ + 2π /3σ = ½(5lk.2 /3σ) = 1,67

e. Tính hóa học của link cộng hóa trị:

Tính hóa học đặc thù của link cộng hóa trị là:

v Tính bão hòa: Vì mỗi nguyên ổn tố chất hóa học chỉ gồm một vài giới hạn AO hóa trị cần số links cộng hóa trị có thể tạo ra cũng có số lượng giới hạn. Đó là tính bão hòa của links cộng hóa trị (ngược lại: với liên kết ion, links kim loại thì ko bão hòa).

v Tính gồm cực:

Ø Tính bao gồm cực của link cộng hóa trị: Đôi năng lượng điện tử vào link cộng hóa trị có thể bị lệch về phía ngulặng tử gồm độ âm điện to hơn, đó là sự phân rất của links cộng hóa trị. Đám mây e lệch về phía nguim tử có độ âm năng lượng điện to hơn có tác dụng nguyên ổn tử này tích điện âm d-, nguyên tử cơ tích điện dương d+

*
*
*
*
*

Sự phân rất có tác dụng mở ra lưỡng rất điện có hai trung khu có điện tích trái dấu (d+, d- ) , ở cách nhau một khoảng chừng l (Hotline là độ dài lưỡng cực = độ dài liên kết). lưỡng rất này được đặc thù bằng vectơ momen lưỡng rất m .

Moment lưỡng rất m: là đại lượng vectơ bao gồm chiều quy ước trường đoản cú rất dương mang lại cực âm.

|m| = |q|l = del . (D = debye)

Ø Tính tất cả rất của phân tử cộng hóa trị :được tính bởi phnghiền tổng các vectơ momen lưỡng cực của toàn bộ những links cùng của các song không liên kết trong phân tử. Kết quả là gồm những phân tử cộng hóa trị ko cực như H2, O2, N2,… hoặc những phân tử gồm tính đối xứng vào không khí (CO2, BeCl2, BF3, CH4, CCl4, SiF4, NH4+, C2H2, C2H4, C2H6, C6H6 ...) có m = 0. Các phân tử cùng hóa trị bao gồm cực thường là các phân tử bất đối xứng vào không gian ( SO2, NO2, NH3, H2O, CH3Cl, CH2Cl2…). Tính bao gồm rất của phân tử cùng hóa trị tác động gần như ra quyết định mang lại năng lực hòa hợp và hóa lỏng của chúng:

¨ Hòa tan: Các chất bao gồm rất thì rã tốt trong dung môi gồm cực (H2O, C2H5OH, CH3COOH, CHCl3, (C2H5)2O, (CH3)2CO…); những hóa học ko rất tan giỏi trong dung môi không cực (CCl4, CS2­, C6H6, n- C6H14, xylen…)

¨ Hóa lỏng: Các chất tất cả rất (NH3, CH3Cl…)dễ hóa lỏng rộng những chất ko cực

*
*

*
*

Phân tử cùng hóa trị thường xuyên có giá trị m = 0 ¸ 4 D, m càng bự phân tử càng phân rất mạnh bạo.

v Tính định hướng: để chế tác links cộng hóa trị bền, mật độ e vùng xen phủ yêu cầu phệ, chính vì như vậy các AO lúc xen bao phủ cần theo 1 phía khẳng định vào không gian. Vấn đề này đưa ra quyết định tính lý thuyết của link cộng hóa trị: góc link với ngoại hình phân tử.

1) Tngày tiết lai hóa (Hybrid theory):

Trong những trường đúng theo, độc nhất vô nhị là những phân tử cùng hóa trị gồm từ 3 nguim tử trngơi nghỉ lên, các ngulặng tử trung trọng tâm không áp dụng những orbital nguyên tử hóa trị đơn thuần s, p, d, f để chế tạo ra links. Trước Khi chế tác liên kết, bọn chúng pha trộn các AO hóa trị trong nội cỗ nguim tử lại sinh ra các AO new rồi new sử dụng những AO new này tạo thành link cộng hóa trị với những nguyên tử khác. Hiện tượng này Gọi là sự lai hóa các AO hóa trị, những AO chiếm được sau khoản thời gian lai hóa Hotline là AO lai hóa (hybrid orbital).

2)

*
đặc điểm của việc lai hóa:

*Sự lai hóa chỉ xẩy ra trong nội bộ một ngulặng tử.

*Số AO lai hóa thu được = số AO tmê mệt gia lai hóa.

*Mỗi một AO lai hóa có hình dạng hai kăn năn cầu biến tấu xúc tiếp nhau: 1 không nhỏ cùng 1 rất nhỏ tuổi (mật độ electron dồn hẳn về một kân hận cầu (có tác dụng tăng mật độ electron Khi tạo nên links, liên kết đã bền hơn):

*Các AO lai hóa gồm mẫu thiết kế cùng tích điện hệt nhau nhau cùng phân bổ một giải pháp đối xứng độc nhất vào không khí.

*Các AO lai hóa chỉ có thể tạo được loại link cộng hóa trị tuyệt nhất là liên kết sigma (σ) nhưng thôi.

3) Điều khiếu nại để lai hóa bền:

*Các AO hóa trị tđê mê gia lai hóa đề nghị có nút năng lượng xê dịch ngay gần nhau (TD: AO 2s chỉ hoàn toàn có thể ttê mê gia lai hóa với AO 2p nhưng tất yêu lai hóa với 3p, 3d…)

*Các AO hóa trị tsi mê gia lai hóa buộc phải gồm tỷ lệ electron đầy đủ lớn.

Từ điều kiện trên dẫn cho hai hệ quả sau:

· Trong bảng tuần trả, theo chu kì lúc đi trường đoản cú trái lịch sự phải, kĩ năng lai hóa giữa s cùng p của những ngulặng tố bớt dần (vì chưng không nên biệt nấc tích điện của nhị phân lớp hóa trị ns với np tăng dần)

· Trong bảng tuần trả, theo phân team bao gồm khi đi tự bên trên xuống kĩ năng lai hóa giảm dần (vị form size AO tăng làm cho tỷ lệ e giảm).

TD: H2O ( O lai hóa sp3); H2S; H2Se; H2Te (S, Se, Te ko lai hóa)

*

H2O H2S H2Te

4) Các giao diện lai hóa:

a) Lai hóa sp:

*Công thức lai hóa: 1AO s + 1AO p → 2AO sp (góc 1800 , con đường thẳng)

*Có trong các chất: BeH2, BeX2, CO2, C2H2 (chất tất cả CC(N) hoặc ═C═)

*

*

b) Lai hóa sp2:

*Công thức lai hóa: 1AO s + 2AO p → 3AO sp2 (góc 1200, trục của tam giác đều)

*Có trong các chất: BH3, BX3, C2H4,, NO3-, CO32-, SO3

*

c) Lai hóa sp3:

*Công thức lai hóa: 1AO s + 3AO p → 4AO sp3 (góc 109,50, trục của tứ diện đều)

*Có trong các chất: CH4 (ankan), SiH4, CX4, NH4+, SO42-, NH3, H2O

*

*Ngoài ra còn tồn tại các kiểu dáng lai hóa không giống như: sp3d (lưỡng tháp tam giác, PCl5); sp3d2 (chén bát diện đông đảo = lưỡng tháp vuông, SF6); sp3d3 (lưỡng tháp ngũ giác, IF7)...

*

Ø Các mẫu mã lai hóa cùng thông số kỹ thuật không gian phân tử cùng góc liên kết:

Ø Dự đoán thù tâm lý lai hóa của ngulặng tử trung trọng tâm A vào phân tử ABn:

§ Cách 1: Góc link thực nghiệm có giá trị ngay gần cùng với góc của dạng hình lai hóa nào thì nguyên tử trung vai trung phong đã lai hóa vẻ bên ngoài kia.

TD:

¨ CO2 (OĈO = 1800) => C lai hóa sp.

¨ SO2 (OŜO = 119,50) => S lai hóa sp2.

¨ NH3 (HNH = 107,30) => N lai hóa sp3.

¨ H2O (HÔH = 104,50) => O lai hóa sp3…

Cách 2: Phxay thay thế sửa chữa ngulặng tử: có thể sửa chữa một nguyên ổn tử vào một phân tử sẽ biết cấu hình không gian bằng một ngulặng tử không giống thuộc phân team với nó thì cấu hình cùng tương đương giống như nhau. (so với nguyên ổn tử trung vai trung phong chỉ nên cách nhau 1 chu kỳ luân hồi, quan trọng đối với nguyên ổn tử biên có thể sửa chữa thay thế H bởi những nguim tử halogen X cùng ngược lại)

· CO2 (thẳng hàng); tương tự là: CS2, …

· CH4, SiH4, CCl4, SiF4 (tđọng diện đều); CH3Cl, CH2Cl2, CHCl3, CF2Cl2(tđọng diện lệch)

· NH3, PH3, NF3, PCl3 ( tháp tam giác)

Cách 3: Tính số phối hận trí SN (Steric Number) (thực chất là số AO lai hóa) của nguyên tử trung tâm (nttt) (= số AOLH link + số AOLH không liên kết)

SN = n + ½ k

* n: số nguyên tử biên ( số nguim tử links thẳng cùng với nttt).

* ½k : số đôi e tự do ko links của nttt ( k = số e từ do)

* k = x ± y – z .

Với: x: số e lớp ngoài thuộc của nttt.

y: số e mất tuyệt nhấn khớp ứng cùng với năng lượng điện ion (giả dụ là ion).

z : số e quan trọng để những nguyên ổn tử biên đạt thông số kỹ thuật của khí trơ gần nó.

Kết quả:

.SN = 2 → A làm việc trạng thái LH sp → góc 1800 ( trực tiếp hàng)

.SN = 3 → A sinh hoạt tinh thần LH sp2 → góc 1200 ( trục tam giác đều)

.SN = 4 → A ở tâm trạng LH sp3 → góc 109028’( trục tứ diện đều)

.SN = 5 → A sinh sống tâm lý LH sp3d ( trục lưỡng tháp tam giác)

.SN = 6 → A nghỉ ngơi tâm lý LH sp3d2 ( trục chén bát diện đều)

· CO2: SN = 2 + ½(4-2×2) = 2 => C (sp).

· SO2: SN = 2 + ½(6-2×2) = 3 => S (sp2).

· NH3: SN = 3 + ½(5-3) = 4 => N (sp3).

· H2O : SN = 2 + ½(6-2) = 4 => O (sp3).

· NH4+: SN= 4 + ½(5-1-4)=4 => N (sp3).

· SO42-: SN= 4 + ½(6+2-8) = 4 => S(sp3).

· NO2: SN = 2 + ½(5-4) = 2,5 3 => N (sp2), (vì chưng 1e đơn côi vẫn yêu cầu chiếm 1 AOLH)


Chuyên mục: Thiết Kế