Σημαντικές θεωρίες για τους χημικούς δεσμούς
Σημαντικές θεωρίες για τους χημικούς δεσμούς
Η κατανόηση της έννοιας των χημικών δεσμών θεωρείται η πιο βασική και κρίσιμη γνώση κατά τη μελέτη του αντικειμένου της χημείας. Σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσουμε μερικές σημαντικές θεωρίες σχετικά με τους χημικούς δεσμούς για να γνωρίζουμε πώς λειτουργεί.
Θεωρία δεσμού σθένους
Η θεωρία του δεσμού σθένους προτάθηκε για να εξηγήσει επιστημονικά τον σχηματισμό χημικών δεσμών/μορίων. Βασίζεται στα ατομικά τροχιακά και στην ηλεκτρονική διαμόρφωση των ατόμων. Δηλώνει ότι «τα ηλεκτρόνια οποιουδήποτε μορίου προσπαθούν να καταλάβουν ατομικά τροχιακά αντί για μοριακά τροχιακά με τη διαδικασία του υβριδισμού». Η αντοχή του δεσμού του χημικού δεσμού που σχηματίζεται εξαρτάται από την επικάλυψη. όσο μεγαλύτερη είναι η επικάλυψη, τόσο ισχυρότερη είναι η ισχύς του δεσμού του μορίου.
Ακολουθούν οι δύο τύποι επικαλυπτόμενων τροχιακών:
Sigma
- Η επικάλυψη γύρω από τον διαπυρηνικό άξονα ονομάζεται αξονική επικάλυψη. Παράδειγμα:δεσμός C-H ή δεσμός C-X.
- Πραγματοποιείται επικάλυψη από άκρο σε άκρο.
- Αλληλεπικάλυψη από το ένα κεφάλι στο άλλο.
Pi
- Πρόκειται για την πλευρική επικάλυψη δύο μη υβριδοποιημένων τροχιακών. Παράδειγμα:δεσμός C=O.
- Αλληλεπικαλύπτονται κάθετα στον διαπυρηνικό άξονα.
- Πλάγια επικάλυψη.
θεωρία VSEPR
Η θεωρία της απώθησης ζεύγους ηλεκτρονίων κελύφους σθένους ή περισσότερο γνωστή ως θεωρία VSEPR, είναι ένα από τα μοντέλα μοριακής δομής που χρησιμοποιείται για την πρόβλεψη της δομικής γεωμετρίας των μορίων στη χημεία. Αυτό γίνεται τοποθετώντας ένα κεντρικό άτομο και στη συνέχεια περιβάλλοντάς τα με μεμονωμένα ζεύγη ηλεκτρονίων που βοηθούν στην ολοκλήρωση των οκτάδων για τα κεντρικά και προσκολλημένα άτομα, επιτυγχάνοντας έτσι μια ισορροπημένη κατάσταση.
Ενώ δημιουργούνται ισχυροί δεσμοί, αυτό έχει ως αποτέλεσμα ένα φαινόμενο που ονομάζεται άπωση ηλεκτρονίου-ηλεκτρονίου, το οποίο συμβαίνει λόγω της ίδιας απώθησης φορτίου στο ηλεκτρόνιο σθένους του μορίου που σχηματίζεται. Αυτό συνήθως οδηγεί σε μια μοναδική γεωμετρική διάταξη μεταξύ των ατόμων, η οποία μειώνει τη συνολική ενέργεια του μορίου που σχηματίζεται. Οι γεωμετρίες των μορίων ποικίλλουν ανάλογα με τον αριθμό των μεμονωμένων ζευγών σε αυτήν τη μοριακή δομή, καθώς είναι τελικά υπεύθυνα για την απώθηση στα ηλεκτρόνια σθένους.
Ακολουθούν ορισμένες γεωμετρίες ανάλογα με τον αριθμό των ομάδων ηλεκτρονίων και των μεμονωμένων ζευγών ηλεκτρονίων σε ένα μόριο:
| Αριθμός ομάδων ηλεκτρονίων | Αριθμός μεμονωμένων ζευγών ηλεκτρονίων | Επακόλουθη γεωμετρία | Γωνία δεσμού |
| 2 | 0 | Γραμμική | 180° |
| 3 | 0 | Τριγωνική Πλάνη | 120° |
| 1 | Λυγισμένος | <120° | |
| 4 | 0 | Τετραεδρικό | 109,5° |
| 1 | Τριγωνική Πυραμίδα | 107° | |
| 2 | Λυγισμένος | 105° | |
| 5 | 0 | Trigonal Bipyramidal | 90°, 120° |
| 1 | See-Saw | <90°, <120° | |
| 2 | T-structure | <90° | |
| 3 | Γραμμική | 180° | |
| 6 | 0 | Οκτάεδρος | 90°, 90° |
| 1 | Τετράγωνη Πυραμιδική | 90°, <90° | |
| 2 | Τετράγωνη πλάνη | 90° |
Ηλεκτρονική θεωρία χημικών δεσμών
Αυτή η θεωρία, που προτάθηκε ανεξάρτητα από τους Kossel &Lewis, δηλώνει ότι ένας χημικός δεσμός σχηματίζεται μεταξύ των ατόμων για να ληφθεί η πλησιέστερη διαμόρφωση αδρανούς αερίου. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί είτε με απώλεια ηλεκτρονίων, είτε με απόκτηση ηλεκτρονίων είτε με κοινή χρήση ηλεκτρονίων.
Αυτή η θεωρία των χημικών δεσμών μας βοηθά να κατανοήσουμε καλύτερα τη δομή και τη συμπεριφορά των ατόμων και των μορίων. Αυτή η θεωρία είναι μια ηλεκτρονική θεωρία, που σημαίνει ότι προσπαθεί να εξηγήσει τους χημικούς δεσμούς με βάση τις κινήσεις των ηλεκτρονίων μέσα στα άτομα και τα μόρια.
Η θεωρία των χημικών δεσμών κάνει προβλέψεις σχετικά με το πώς η δομή των μορίων και οι ιδιότητες των υλικών σχετίζονται με τον τρόπο που τα ηλεκτρόνια είναι διατεταγμένα μέσα σε αυτά. Η θεωρία των χημικών δεσμών είναι μια ευρέως αποδεκτή επιστημονική θεωρία και επέτρεψε να γίνουν ένα ευρύ φάσμα προβλέψεων για τον κόσμο γύρω μας και να αναπτυχθούν τεχνολογίες όπως φάρμακα, πλαστικά και ηλιακά κύτταρα.
Μοριακή τροχιακή θεωρία
Σύμφωνα με τη Μοριακή Θεωρία Τροχιακών, η επικάλυψη των ατομικών τροχιακών σχηματίζει μοριακά τροχιακά. Δηλώνει περαιτέρω ότι τα ηλεκτραρνητικά άτομα συγκρατούν τα ηλεκτρόνια με μεγαλύτερη ασφάλεια και συννεφιάζουν τις ενέργειές τους, κάτι που συμπίπτει με την ατομική τροχιακή ενέργεια. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τα ατομικά τροχιακά να έχουν παρόμοιες ενέργειες. Η μοντελοποίηση της Μοριακής Τροχιακής Θεωρίας είναι έγκυρη. κάθε φορά που οι ενέργειες διαφοροποιούνται ουσιαστικά, ο τρόπος συνδυασμού θα πρέπει να είναι ιοντικός και τα επικαλυπτόμενα ατομικά τροχιακά θα πρέπει να έχουν την ίδια συμμετρία.
Ανάλογα με τη σύνδεση φάσης τους, δύο ατομικά τροχιακά μπορούν να επικαλύπτονται με δύο μεθόδους. Ο σχηματισμός ηλεκτρονίων που μοιάζει με κύμα καθορίζει τη φάση ενός τροχιακού. Η τροχιακή φάση απεικονίζεται σε γραφικές απεικονίσεις τροχιακών με πρόσημο μείον ή συν (χωρίς σχέση με ηλεκτρικό φορτίο) ή με λοβό σκίασης ένα. Το πρόσημο φάσης δεν έχει φυσική σημασία, εκτός από την περίπτωση που ένας συνδυασμός τροχιακών δημιουργεί μοριακά τροχιακά. Μια εποικοδομητική επικάλυψη συμβαίνει όταν δύο τροχιακά ίδιου προσήμου δημιουργούν ένα μοριακό τροχιακό, με την ποσότητα της πυκνότητας ηλεκτρονίων που συνδέει τους δύο πυρήνες. Το συνδετικό τροχιακό έχει χαμηλότερη ενέργεια από τα αρχικά ατομικά τροχιακά.
Συμπέρασμα
Μάθαμε για τις Σημαντικές Θεωρίες για τους Χημικούς Δεσμούς και τα βασικά χαρακτηριστικά του σε αυτό το άρθρο. Είδαμε πώς η θεωρία του δεσμού σθένους βοηθά στο σχηματισμό ομοιοπολικών δεσμών. Επίσης, μάθαμε για τη Θεωρία VSEPR με τη Μοριακή Θεωρία Τροχιακών. Καταλήξαμε επίσης και συσχετίσαμε τη θεωρία του δεσμού σθένους με τις σύνθετες ενώσεις συντονισμού και τα μειονεκτήματά τους.
