Задачи

Описать электронное строение молекул CO и CN с помощью метода валентных связей (ВС) и метода молекулярных орбиталей. Какая из молекул характеризуется большей кратностью связей.

Описать электронное строение молекул CO и CN с помощью метода валентных связей (ВС) и метода молекулярных орбиталей. Какая из молекул характеризуется большей кратностью связей.

Решение: По методу валентных связей (Дж.Льюис,1916) возникновение связи осуществляется за счет образования общей электронной пары между двумя атомами, в которую входит по одному электрону от каждого атома.

Электронные строения атомов:

6С — 1s22s22p2

7N — 1s22s22p3

8O — 1s22s22p4

Распределение электронов по квантовым ячейкам в основном и возбужденном состояниях:

6С – 1s22s22p2

s                      p

n=2

↑↓

 

n=1

↑↓

 

 

 

 В = 2

  6С*       возбужденное состояние

 

s                      p

n=2

n=1

↑↓

 

 

 

 

В = 4

7N — 1s22s22p3

В основном состоянии:

s                      p

n=2

↑↓

n=1

↑↓

 

 

 

 

На внешнем энергетическом уровне нет свободных орбиталей, поэтому для азота В=3, аналогично для кислорода:

8O —  1s22s22p4

s                      p

n=2

↑↓

↑↓

n=1

↑↓

 

 

 

В=2

 

: С   : : Ö :        H   : C  :  : : N :   (CN  )

С  = О                  С   N

 

Связи ковалентные полярные, смещены в сторону более электроотрицательных элементов (С →О; С →N)

Кратность связи равна 2 в молекуле СО и 3 в ионе СN .

По методу молекулярных орбиталей при образовании из отдельных атомов многоатомной частицы электроны попадают в зону притяжения нескольких атомных ядер, т.е. становятся общими для всей частицы. В результате атомные орбитали трансформируются в молекулярные орбитали (МО).

Заполнение МО в молекулах и ионах и характеристики связи можно представить в виде табл. 4.

Таблица 4 — Заполнение МО в молекуле СО и ионе CN

Тип МО

CN

CO

       σх разр

π yразр    πzразр

    π yсв   πzсв

       σх св

       σs разр

       σs св

__

__        __

↑↓

↑↓     ↑↓

↑↓

↑↓

__

__    __

↑↓

↑↓     ↑↓

↑↓

↑↓

Кратность связи

3

3

Многоатомные частицы, имеющие одинаковое расположение электронов в молекулярных орбиталях, называются изоэлектронными. Такие частицы имеют близкие по значению параметры связи. К таким частицам относятся N2, CN, CO и NO+.

Пермь Питер Пятигорск