- Reja
- 1. Molekulalarning barqaror geometrik konfiguratsiyasi tushunchasi, uni
- aniqlash usullari.
- 2. Gillespining elektron juftlarini o'zaro itarishish to'g'risidagi nazariyasi (EJOI).
- 3. Molekulaning geometriyasini, yadrolararo masofalar-atomlarning kovalent radiuslarini, valent burchaklarini difraktsion va spektroskopik usullar vositasida aniqlash.
KIMYOVIY BOG`LANISH NAZARIYALARI - Lyuis - kovalent bog'lanish nazariyasi - ikkala atomga tegishli bo'lgan umumiy elektron juftligi tufayli kimyoviy bog'lanish hosil bo'ladi.
- Kossel - ion bog'lanish nazariyasi - molekulalar qarama-qarshi zaryadlangan ionlarning elektrostatik tortilishi tufayli hosil bo'ladi
- Kovalent nazariyaning ikkita asosiy yondashuvi, ikkita kvant mexanik usul: valentlik bog'lanish usuli (VB) va molekulyar orbital usul (MO).
- VB asoschilari - Gaytler va London (Germaniya) 1927 yilda
VB - VB bo'yicha kimyoviy bog'lanish hosil bo'lishi quyidagi sharoitda sodir bo'ladi:
- yaqinlashayotgan atomlarning elektron spinlari antiparalleldir
- atomlar bir-biriga yaqinlashganda, elektron bulutlari bir-biriga to'g'ri keladi, natijada ushbu sohada elektron zichligi oshadi
- musbat zaryadlangan atom yadrolari ushbu sohaga (tortiladi) jalb qilingan.
VB kamchiligi - Birinchidan, bu molekulalarda juft bo'lmagan elektronlar mavjudligiga yo'l qo'ymaydi, ammo kislorod, azot oksidi NO va NO2, shuningdek boshqa ko'plab moddalar paramagnitik, ya'ni. tarkibida juft bo'lmagan elektronlar mavjud.
- Ikkinchidan, u kimyoviy bog'lanish juftlik bilan emas, balki bitta elektron (H2+, Na2+, He2+ va boshqalar) orqali amalga oshiriladigan zarralar - molekulyar kationlarning mavjudligini tushuntirmaydi, bundan tashqari, ularning ba'zilarida, masalan, F2+ molekulyar kationida, bog'lanish energiyasi F2 molekulasidan (159 kJ / mol) ko'proq (318,4 kJ / mol)
- Uchinchidan, elektron ko'p atomli molekulalardan ajralganda, hosil bo'lgan molekulyar kationlardagi barcha bog'lanishlar uzunligi va energiyasi bo'yicha bir xil bo'lib qoladi. Masalan, CH4+ ionida barcha to'rtta C - H bog'lanishlari tengdir, ammo elektron ularning faqat bittasidan ajralib turishi kerak edi. Lekin to'rtta C - H bog'lanishining har birida elektronni "qismlarga" ajratib olgandek taassurot qoldiradi, bunga ishonish mumkin emas.
MOM - Kimyoviy bog'lanish hosil bo'lishida juftlik ham, bitta elektron ham ishtirok etishi mumkin.
- Molekulalardagi elektronlarning holati min energiya, Pauli va Gund printsiplariga mos keladi
AO energiya jihatidan yaqin bo'lishi kerak - AO energiya jihatidan yaqin bo'lishi kerak
- nAO nMO hosil qiladi МОразр s*
- ns(АО) + ns(АО)
- МОсвяз s
- px*
- npx(АО) + npx(АО)
- px
- y* z*
- npypz(АО) + npypz(АО)
- y z
MO da elektronlarning taqsimlanishi ( Н2) Molekulalarning barqaror geometrik konfiguratsiyasi tushunchasi, uni aniqlash usullari - Atom orbitallarning gibridlanishi haqidagi tushunchani birinchi marta Laynus Poling fanga kiritdi. Poling turli atom orbitallar bir-biri bilan qo‘shilib, ulardan oraliq orbitallar yuzaga keladi, degan fikrni aytgan. Poling uglerod birikmalarining geometriyasini tushuntirish uchun tetraedr va shar sterjenli modellardan foydalangan
Poling gibridlanishda 3 ta qoidaga e’tibor berish kerakligini aytib o‘tgan: - 1.Faqat 2- davr element atomlari orbitallarining o‘zaro chiziqli kombinatsiyalanishi va o‘rtacha o‘zgargan yangi orbitallar hosil qilishi realdir.
- 2.Kovalent bog‘lanishning yo‘naluvchanligini faqat gibridianish orqali tasavvur qilish mumkin.
- 3.Real gibridianish 2 davr elementlarida model sifatida emas, balki mexanizm sifatida sodir bo‘lishi mumkin.
Valent bog‘lanish nazariyasi 1916-yilda G. Lyusak kovalent bog‘lar bog‘lanayotgan atomlarning valent elektronlarining umumlashishi natijasida hosil bo‘ladi, degan xulosaga keldi: - Valent bog‘lanish nazariyasi 1916-yilda G. Lyusak kovalent bog‘lar bog‘lanayotgan atomlarning valent elektronlarining umumlashishi natijasida hosil bo‘ladi, degan xulosaga keldi:
- ZEsp3-Zes+p3=-5935-(-6555)=620kDj/mol
- Bu holda gibridianish uchun 620kDj/mol energiya tashqaridan sarflangan. Bu qiymat taxminan ikkita kimyoviy bog‘ning energiyasiga teng. Bunday energiya fosfor atomi boshqa atomlar bilan bog‘ hosil qilayotgan paytda qayta chiqariladi.
- Jarayonning ekzotermikligi ortadi. Bunday jarayon termodinamik jihatdan o‘z -o‘zicha bora oladigan, qaytmas jarayon bo‘ladi.
- Yuqorida keltirilgan energetik hisoblar shuni ko‘rsatadiki, uglerod atomining elektronlari gibridlanganda energiya sarflanmaydi: E(s)+3E(p)=4E(sp3). Fosfor atomidagi 3s2 va 3p3 orbitallar gibridlanganda esa 3s - AO dagi elektronlaming energiyasi qisman kamayadi (sxemaga qaralsin). Umuman olganda, tizimning energiyasi 620kDj/moll ga ortadi. Misolda gibridianish sxemasi endotermik bo‘ladi.
Uglerod atomidagi 2s- va 2p-AO larning (a) va fosfor atomidagi 3s- va Зр-AO larning gibridlanishi(b). Gillespi nazariyasi (EJOI) - Molekulalaring fazoviy tuzilishi va geometriyasi Pauli prinsipiga asoslanib Ronald Gillespi tomonidan mukammal rivojlantirilgan. 1940-yilda Nevil Sidjvik va Pauell tashqi qobiqdagi taqsimlanmagan elektron juftlarning itarilishi modelini taklif etdilar, keyinchalik bu R.Gillespi tomonidan chuqur o‘rganildi va Gillespi modeli deb tan olindi. Buning qoidalari:
- 1. Ko‘p valentli atomlarning hosil bolishida bo‘g konflguratsiyasi valent qobiqdagi elektron juftlar soni, ya’ni ular MO dagi ham bog‘lovchi, ham bo‘shashtiruvchi orbitallarga tegishli bo‘ladi.
- 2. Bulut markazidagi elektron juftlar zichligi valent orbitallarning ko‘rinishi va bir-birini maksimal itarishi bilan aniqlanadi.
- Ko'p valentli atomning bog'lanish konfiguratsiyasi uning valentlik qobig'ida
- elektron juftlari soniga qarab aniqlanadi
Elektron juftlarning molekuladagi itarilish kuchlari asosan ikki xil deb qaraladi: - 1. Bog‘ hosil qiluvchi juftlarning taqsimlanmagan juft yoki juftlar bilan ta’siri.
- 2. Bog‘ hosil qiluvchi juftlaming o‘zaro ta’siri. Odatda taqsimlangan - taqsimlanmagan elektron juftlaming bir-biridan itarilishi, taqsimlangan juftlarning itarilish kuchidan katta bo‘ladi.
Gillespi nazariyasini quyidagi qoidalar mukamallashtiradi: - a) Bog‘ hosil qilmaydigan taqsimlanmagan elektron juft, bog hosil qiladigan bog‘ga nisbatan katta hajmni egallaydi;
- b) Tashqi qobiqdagi elektron juftning orasidagi itarilish kuchi quyidagi tartibda kamayadi: E-E, E-X, X-X (E - taqsimlanmagan elektron juft, X- bog‘ hosil qiladigan elektron juft);
- v) Ligandning EM ortishi bilan bog‘ hosil qiladigan elektron juftning hajmi ortadi;
- g) Qo‘shbog‘ va uch bog‘ning hajmi birlamchi bog‘ hajmidan katta bo‘ladi.
EJOI nazariyasining kamchiliklari - 1. Nazariya faqat o'tish davri (d-elementlar) bo'lmagan elementlarning, ya'ni to'liq to'ldirilmagan ichki elektron qobig'iga ega bo'lmagan elementlarning molekulyar tuzilishini tavsiflash uchun qo'llaniladi. Gap shundaki, bunday qobiqlarning mavjudligi, masalan, o'tish elementlari atomlarida d-elektronlar, yadroda elektronlar tarqalishining sferik simmetriyasidan chetga chiqishga olib keladi. Bu, o'z navbatida, elektron juftlari bulutlarining fazada markaziy atomga nisbatan taqsimlanishiga aniq bo'ysunmasligiga olib keladi. Ushbu chetlashlar ayniqsa o'tish elementlarining (6-9) elektronlar soni ko`p bo`lgan d-elementlar uchun sezilarli.
- 2. Quyi davr elementlari hosil qilgan bog`larda d-orbitallarning ishtirok etishi ham EJOI nazariyasi asosida kutilgan geometriyadan chetga chiqishga olib keladi.
EJOI nazariyasining kamchiliklari - 3. AX6E tipidagi va markaziy atomning yuqori koordinatsion soniga ega bo'lgan birikmalarida yolg'iz elektron jufti stereokimyoviy jihatdan inert bo'lib, struktura elektron juftini hisobga olmagan holda olingan konfiguratsiyaga mos keladi. Shunday qilib, SbCl63-, TeCl62- anionlari oktaedral tuzilishga ega, garchi ular ksenon geksaflorid singari XeF6, valentlik qobig'ida etti elektron juftni o'z ichiga olsa ham. Shu bilan birga, XeF6 EJOI nazariyasi bilan kelishilgan holda notog`ri oktaedr tuzilishga ega, lekin ko'rsatilgan anionlardagi barcha bog'lanishlar tengdir.
EJOI nazariyasining kamchiliklari - 4. EJOI nazariyasining talqini bilan katta xilma-xilliklar ion turiga yaqin yuqori qutbli bog'lanishlarga ega bo'lgan birikmalar uchun kuzatiladi. Shunday qilib, AX2E2 turiga mansub Li2O molekulasi burchakli emas, chiziqli shaklga ega. Agar Li2O ni Li+02-Li + ion tuzilishi ko'rinishida olib qoralsa, ikkinchisi elektrostatik nuqtay nazardan to`g`ri hisoblanadi.
EJOI nazariyasining kamchiliklari - 5. EJOI nazariyasida X o'rnini bosuvchilarning xususiyatlari aslida hisobga olinmaydi. Ionli birikmalar uchun noto'g'ri taxminlardan tashqari, bu X ning π-sopryajenli tizim bo'lgan birikmalar uchun noto'g'ri prognozlariga olib keladi. Shunday qilib, AX3E tipdagi C(CN)3-, C(NO2)3- anionlari kutilgan piramidal emas, balki ikkinchisi umumiy elektron tizimga yolg'iz elektron juftini kiritish uchun eng yaxshi sharoitlarni ta'minlaganligi sababli tekis shaklga ega.
- Molekuladagi atomlar yadrolarini birlashtiruvchi to'g‘ri chiziqlar orasidagi burchakka - valent burchak deb aytiladi.
- Valent burchaklar 90°, 105°, 109°, 120°, 180° ga teng birikmalar ko‘proq uchraydi.
- Markaziy atom bilan bog‘langan atomning
- elektromanfiyligi ortishi bilan elektronlaming
- itarilishi kamayadi, valent burchaklar kichiklashadi.
- Qo`sh va uch bog` elektron juftlari oddiy bog`
- juftlariga nisbatan katta hajmni egallaydi
Do'stlaringiz bilan baham: |
