Дополнение к конспекту: МВС и ММО

1. Метод валентных связей (МВС)

Ограничение по $d$-орбиталям:
Элементы $\text{F}$, $\text{O}$, $\text{N}$ имеют высокую электроотрицательность, но у них отсутствуют $d$-орбитали, поэтому их валентные возможности ограничены (они не могут расширять валентность за счет распаривания электронов).

Основные положения МВС:

Каждая пара взаимодействующих атомов удерживается с помощью одной или нескольких общих валентных электронных пар (образующих ковалентную связь).
$\pi$-связи на гибридных атомных орбиталях (ГАО) не образуются. Для образования $\pi$-связей всегда выделяют «чистые» $p$- или $d$-орбитали.
Одинарная ковалентная связь образуется 2 электронами с противоположными (антипараллельными) спинами.
При образовании связи происходит перекрывание волновых функций $\psi$, что ведет к увеличению плотности заряда между ядрами и снижению энергии системы.
Связь образуется в направлении максимального перекрывания электронных облаков (орбиталей).
Угол между связями соответствует углу между валентными АО.
Из двух связей более прочна та, у которой перекрывание орбиталей происходит эффективнее.

2. Условия гибридизации атомных орбиталей (ГАО)

В ГАО участвуют валентные АО одного и того же энергетического уровня.
В главных подгруппах склонность к гибридизации уменьшается при движении сверху вниз.
В ГАО участвуют АО, имеющие близкие значения энергии.
Каждая $\pi$-связь в молекуле требует выделения негибридизованной (чистой) $p$-АО или $d$-АО.
В ГАО участвуют только валентные орбитали (как неспаренные, так и занятые неподеленными электронными парами).

3. Полярность молекул

Полярность молекулы зависит от: * Типа гибридизации центрального атома. * Состава и пространственной геометрии молекулы. * Наличия неподеленных электронных пар (НЭП).

Закономерности: * Симметричные молекулы без НЭП на центральном атоме — всегда неполярны ($\mu = 0$). * Асимметричные молекулы или молекулы, имеющие НЭП на центральном атоме — обычно полярны ($\mu \neq 0$).

4. Метод молекулярных орбиталей (ММО)

Основные положения ММО:

Молекула — единое целое. Каждый электрон движется в поле всех ядер и всех остальных электронов молекулы.
Состояние каждого электрона описывается одноэлектронной волновой функцией $\psi$ (молекулярной орбиталью, МО) с определенным набором квантовых чисел.
МО является многоцентровой (охватывает всю молекулу).
Вероятность нахождения электрона в микрообъеме пространства определяется квадратом модуля волновой функции: $$|\psi|^2$$
Каждой МО соответствует определенный уровень энергии.
Совокупность МО заполняется электронами в соответствии с физическими принципами:
Принцип наименьшей энергии,
Принцип запрета Паули,
Правило Хунда (Гунда).
Молекулярные орбитали формируются из атомных орбиталей (ЛКАО — линейная комбинация атомных орбиталей).