Основные компоненты химической связи и методы их оценки




 

Ковалентность – это достижение максимальной локализации обобществленных электронов в межъядерном пространства на оси, соединяющей центры ядер.

 

Формулы для расчета степени ковалентности гомоядерных связей:

 

С К = 5.74∙ I 1, %, (1)

где I 1 – первый потенциал ионизации;

 

С К = kХ, %,(2)

 

где Х – электроотрицательность элемента; k – коэффициент, который рассчитывается по следующей формуле

 

k = 100 / XF, (3)

где XF - электроотрицательность фтора.

Ионность – это смещение обобществленной электронной плотности вдоль оси, соединяющей центры ядер, в сторону более электроотрицательного элемента.

Формулы для расчета степени ионности и ковалентности гетероядерных связей:

 

С И = 1- е-0.18∆ Х 2, % (4)

 

С к = exp(-0.18∙∆ X 2), % (5)

где D Х – разность электроотрицательностей двух элементов, образующих связь.

Металличность – это смещение обобществленной электронной плотности в направлении, перпендикулярном от центра оси, соединяющей центры ядер.Формула для расчета степени металличности для гомоядерных связей

 

С М = 100 - С К, % (6)

Обобществление валентных электронов – это процесс перекрывания электронных оболочек, приводящий к обмену и обобществлению этих электронов в процессе образования химической связи и соединения.

Степень обобществления валентных электронов – это относительная величина (в %), определяемая через количество ядер или ядерных остовов в структуре химического соединения, локализующих при себе электронную плотность, возникающую при образовании соответствующей химической связи.

СОЭ = 100 - , %.(7)

Актуальность исследований по качественной и количественной оценке вклада трех главных предельных типов химического взаимодействия (ковалентного, металлического и ионного) в реальные гомо- и гетероядерные связи достаточно очевидна ввиду того, что последние всегда по существу являются промежуточными (смешанными) между предельными. Это позволило предположить, что химическую связь, в общем, следует рассматривать как наложение ковалентного, ионного и металлического состояний. Например, трудно предположить, что при превращении Mg и Sb в Mg3Sb2, то есть при преобразовании преимущественно металлических гомосвязей магний – магний (Mg+(-)Mg+) и сурьма – сурьма (Sb+(-)Sb+) (характеризуемых значительной долей металличности) в связь Mg – Sb, последняя полностью потеряет металлическую компоненту.

В результате вышесказанного возникает необходимость учета вклада металлической компоненты в гетероядерном взаимодействии и оценки степени металличности в нем. В качестве варианта решения задачи количественной оценки C м гетероядерного взаимодействия предлагается следующая последовательность операций. В соответствии с переходом от оценки металличности гомоядерной связи к гетероядерной, C м определяется по формулам (1, 2, 6) в измененном виде. В ней χ заменяется на χср. В результате данного преобразования формула приобретает следующий вид:

 

  C м = 1 – k · χср (8)

где χср – значение ЭО, которое можно найти из следующего соотношения:

  χср = (χЭ1 + χЭ2) / 2, (9)

где k – коэффициент пропорциональности, учитывающий стопроцентную ковалентность связи F-F и её ЭО, равную 3.953, χЭ1 и χЭ2 – ЭО первого и второго элемента в связи соответственно.

Далее вычисляем C к по следующей формуле:

 

  C к = k · χср (10)

 

Затем рассчитываются степени ковалентности и ионности (в долях) по формулам Полинга:

 

  C к = exp (-0.18·Δχ2) (11)  
  C и = 1 - (exp (-0.18·Δχ2)) (12)

 

После вычисления всех трех компонент химической связи по формулам (8), (10) и (12), определяем сумму составляющих гетероядерной связи, принимаем ее за 100 %, и рассчитываем приведенные степени ионности, ковалентности и металличности гетероядерной химической биядерной связи по формулам:

  C к ПР= C к /(100 + C и) (13)
  C иПР=Cи /(100 + C и) (14)
  C мПР= C м/(100+ C и) (15)

 

Значения необходимых для расчетов характеристик даны в при­ложениях 2 и 3.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2018-01-08 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: