Химия оқулықтарының құрылымы мен мазмұны

Ψ2 – орбиталіне орналасқан электрон ядролар арасындағы кеңістікте болмайды, өйткені ондағы электрон тығыздығ нөлге тең, яғни ядролар арасында теріс зона түзілмейді. Мұндай жағдай атомдардың өзара тебісуне сәйкес келеді. Сонымен, атомдық орбитальдарды бірінен-бірін алу арқылы жаслған молекулалық орбитальға орналасқан электрон атомдарды байланыстырмайды, керісінше тебістіреді. Сондықтан, мұндай молекулалық орбиталь босаң орбиталь деп аталады. Босаң молекулалық орбитальға сәйкес келетін энергия бастапқы атомдық орбитальдар энергиясынан жоғары. Біздің мысалымыздағы босаң орбиталь, байланыстырушы орбиталь сияқты, ядроларды жалғастыратын түзуге симметриялы, сол себептен σ – босаң орбиталь деп аталып, қысқаша σбос – деп белгіленеді.

Сонымен сутек атомдарының 1s-орбитальдарын комбинациялағанда σ(байл) – байланыстырушы және σбос – босаң  молекулалық орбитальдар түзіледі. σ(байл) – байланыстырушы молекулалық орбитальдардың энергиясы бастапқы атомдық орбитальдардікінен төмен, ал σбос – босаң молекулалық орбитальдікі, керісінше жоғары.

Қазіргі кезде химиялық байланысты ВБ және МО әдістерімен түсіндіруге толық мүмкіншіліктер бар. Енді осы екі әдісті өзара салыстырып, ұқсастығы мен айырмашылығын қарастыруға болады.

 

МО әдісі бойынша молекулалардың түзілуі

 

Оттек О2 молекуласы. Оттек атомында атомдық валенттік орбитальдарында 2s22p4 электрондар бар, яғни ВБ әдісі бойынша химиялық байланыс түзілуі үшін, электрон бұлттарының жұптасуы мына түрде болады:

ВБ әдісіне сай бұл молекула диамагнитті, дара электрондар жоқ.

МО әдісі бойынша өттектің молекуласындағы электрондар молекулалық орбитальдарда былай орналасады:

Байланыс саны

 

Оттек молекуласының молекулалық орбитальдарының энергетикалық деңгейлерінің сызбанұсқасы мынадай түрде болады:

МО әдісі мен оттек молекуласында босаң π2pх,у орбитальда 2 жеке-жеке жалқы электрондар Хунд ережесіне сай орналасқанын көруге болады. О2 молекула парамагнитті болуы эксперименттік деректерге толық үйлеседі.

МО әдісі О2 молекуласының парамагнитті екендігін дәлелдеу, осы теорияның мүмкіндігін көрсетеді. Осы тәжірибелерден МОТ-тың келешегі зор екендігі көрінеді және бұл әдісті әрі қарайұштастыра, жетілдіре беруге мүмкіндіктер туады. Сонымен, отттек молекулсында екі МО бар, бұл молекуланың байланыс энергиясы 1118 ккал/моль, атом аралық қашықтығы 1,21 Аº тең.

ВБ және МО әдістерінің ұқсастығы

 

1. Ковалентті байланыс түзілуінің негізгі қағидасы – химиялық байланысөа түсетін электрондар өзара бүркесіп, ядро аралығының электрон тығыздығын өсіреді.
2. Химиялық байланыс түзілу үшін байланыстырушы АО байланыс сызығына бірдей симметрияда болып бүркесуі қажет.
3. σ және π-байланыстар бірдей емес.
4. Молекуладағы электрон тығыздығының пайда болуын екі әдіспен біркелкі түсіндіреді.

 

ВБ және МО әдістерінің айырмашылығы

 

1. Әдістердің негізі идеясы бірдей емес: ВБ әдісі бойынша байланыстырушы электрондар екі атом ядросының арасында қозғалады (байланыс локализденген). МО электрондар бүкіл ядролардың өрісінде қозғалады.
2. Химиялық байланыстың түзілуі:

А) тек 2 атом арасында (ВБ); Б) бірнеше атом арасында (МО).

     3. ВБ әдісін қолдану үшін келесі шарттар орындалуы қажет:

а) байланыс екі центрлі болуы керек; б) молекулада электрондардың саны жұп болуы қажет. Дара электроны бар молекулалар өһмір сүре алмайды. МО шарт қоймайды (белгілі кез келген молекулалардың химиялық байланыс түсіндіре алады)

 

Молекулалық орбитальдар (МО) теориясының негізін қысқаша былай тұжырымдауға болады:

 

1. Молекула бір тұтас бүтін жүйе және ондағы күллі электрондар сол молекулаға ортақ.
2. Молекуладағы электрон атомындағыдай бір ядроның өрісінде емес, молекула құрамындағы бірдей ядролар өрісінде болады.
3. Молекуладағы әр электронға молекулалық орбиталь (молекулалық толқындық функция) сәйкес келеді.
4. Молекулалық орбитальдарға электрондардың орналасуы орбитальдар энергияларының өсу реті бойынша, Паули принципі мен Хунд ережесіне сәйкес өтеді.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қорытынды

 

Молекулалық орбитальдар әдісінің (МО) дамуында көп үлес қосқан спектроскопистер. МО - әдісі спектрлердің табиғатын, заттардың парамагниттік  қасиеттерін, ароматтық көмір сутектердің құрылыстарын т.б. жақсы түсіндіреді. Соңғы уақытта МО  әдісі химияның көп саласында кеңінен қолданылатын болды. Сонымен, молекулалық орбитальдар (МО) теориясының негізін қысқаша былай тұжырымдауға болады: молекула бір тұтас бүтін жүйе және ондағы күллі электрондар сол молекулаға ортақ; молекула дағы электрон атомындағыдай бір ядроның өрісінде емес, молекула құрамындағы бірдей ядролар өрісінде болады; молекуладағы әр электронға молекулалық орбиталь (молекулалық толқындық функция) сәйкес келеді; молекулалық орбитальдарға электрондардың орналасуы орбитальдар энергияларының өсу реті бойынша, Паули принципі мен Хунд ережесіне сәйкес өтеді.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пайдаланылған әдебиеттер

1. Б.А.Бірімжанов, Н.Н. Нұрахметов. Жалпы химия // Алматы: 1991. 145 б.
2. Д.Шрайвер, П.Эфкинс. Бейорганикалық химия // Алматы 2012,  1-том.
3. М.Р.Танашева, Т.Т.Омаров. Бейорганикалық химия // Алматы 2008.
4. М.Х.Карапетьянц, С.И.Дракин. Строение вешества // М: Высшая школа, 1978.
5. В.И.Минкин, Б.Я.Симкин, Р.М.Миняев. Теория строения молекул // М: Высшая школа, 1979.