소개
상이한 원자들 사이의 결합을 설명 할 수있는 양자 역학 이론 중 하나를 원자가 결합 이론이라고한다. 이 이론은 Heitler와 London에 의해 제안되었으며, 다른 원자의 짝을 이루지 않은 전자가 결합하여 빈 궤도를 채 웁니다. 이렇게 형성된 채권은 시그마 및 PI 채권으로 분류되었다. 이론에 의해 형성된 두 유대는 다릅니다. 즉, 시그마 본드는 전자 공유 궤도가 헤드로 겹치면 형성됩니다. 반면에, PI 결합의 형성은 두 개의 겹치는 궤도가 평행 할 때이다. 원자가 본드 이론에 대해 자세히 설명하고 설명해 봅시다!
원자가 결합 이론의 역사
루이스 이론과 원자가 쉘 전자 쌍 반발 이론이 특정 분자의 화학적 결합을 설명하지 못했을 때, 과학자들은 이와 관련된 답변을 찾기 위해 연구했다. VSEPR 이론은 단순한 분자의 형태에 빛을 비추지 만 복잡한 화합물의 형상을 설명하지 못했습니다. 두 이론의 제한된 적용으로 인해 복잡한 화합물의 특정 기하학에는 설명이 부족했습니다. 이 문제에 대해 약간의 빛을 발하기 위해 Heitler와 London은 원자가 본드 이론을 제시했습니다. 그들은 Schrodinger Wave 방정식의 도움을 받아 복잡한 분자의 형상을 설명했습니다.
원자가 결합 이론
분자의 전자 구조는 이론에 의해 신중하게 설명되었다. 이론에 따라, 전자는 분자 내의 원자 궤도에 채워졌다. VBT 이론에 중점을 둔 주요 영역은 다음과 같습니다.-
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다른 요소의 전자 구성
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원자 궤도와 그들은 겹치고 있습니다
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원자 궤도의 혼성화.
원자 궤도가 겹치면 화학 결합이 형성됩니다. 분자의 전자 구조는 원자가 결합 이론에 의해 설명되는 두 번째 것입니다. 또한, 하나의 원자의 전자가 다른 원자의 핵에 어떻게 끌리는지를 강조했습니다.
원자가 결합 이론의 가정
원자가 결합 이론의 중요한 가정은 다음과 같습니다. 확인하십시오!
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두 절반으로 채워진 원자가 궤도가 서로 겹치면 화학적 결합이 발생합니다. 원자 사이에 겹치는 결과로, 결합 원자 사이의 전자 밀도가 상승한다. 이것은 차례로 형성되는 분자의 안정성을 증가시킨다.
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원자의 마지막 쉘에 존재하는 짝을 이루지 않은 전자는 화학 결합 형성에 참여한다. 그러나 쌍을 이루는 전자는 결합 형성에 참여하지 않습니다.
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원자가 결합 이론에 따라 형성된 결합은 방향성이며 겹치는 원자 궤도와 평행합니다.
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VBT 이론의 두 유대 - Pi Bond와 Sigma Bond는 서로 다릅니다. 즉, PI 결합은 측면 방향 중첩 (평행 중첩)이있을 때 형성됩니다. 대조적으로, 시그마 결합은 원자가 핵을 함유하는 축을 따라 겹칠 때 형성된다 (헤드에서 헤드 - 헤드 겹침).
원자가 결합 이론의 적용
원자가 결합 이론은 다른 분자에서 발생하는 화학적 결합을 설명하는 방법입니다. 원자가 결합 이론 하에서 형성되는 가장 좋은 예 중 하나는 불소 분자 F2입니다. 불소 분자, F2의 형성 동안, PZ 궤도는 중첩되어 단일 결합의 발달을 초래한다. 유사하게, 수소 분자는 2 개의 수소 원자가 겹칠 때 형성된다. 두 결합 구조는 비슷하지만 두 분자의 결합 강도는 다릅니다. 대조적으로, 겹치는 세 번째 예는 HF입니다. 이러한 유형의 결합에서, 1s 수소 궤도 및 2pz 불소 궤도의 짝을 이루지 않은 전자가 겹치게된다. 다음은 Valence Bond 이론의 몇 가지 응용 프로그램입니다.
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상이한 분자에서 겹치는 정도는 원자가 결합 이론에 의해 설명된다.
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H2 및 F2 분자의 결합 길이 및 결합 강도의 차이는 원자가 결합 이론에 의해 설명된다.
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HF 분자의 화학적 결합은 제안 된 이론에 의해 완전히 설명된다.
원자가 결합 이론의 한계
원자가 결합 이론은 다른 복잡한 화합물을 설명하는 데 성공했지만 특정 측면을 설명하지 못했습니다. 원자가 결합 이론의 한계는 다음과 같습니다.
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탄소의 사탕성은 원자가 결합 이론에 의해 설명되지 않았다.
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전자의 에너지는 VBT 이론이 빛을 발한 또 다른 측면이었다.
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전자가 다른 위치에 국한되어 있다는 원자가 결합 이론에 대한 주요 사실 중 하나는 단지 가정 일뿐입니다.
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다양한 배위 화합물의 동역학 또는 열역학적 안정성은 이론에 의해 해석되지 않았다.
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강한 리간드와 약한 리간드를 구별하지 못했습니다.
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조정 화합물에 의해 나타나는 색은 이론 아래에 설명되지 않았다.
원자가 결합 이론에서의 다른 하이브리드 궤도
원자가 결합 이론에 따라 형성 될 수있는 3 가지 주요 하이브리드 궤도가있다. 3 개의 하이브리드 궤도는 다음과 같습니다.-
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하나의 및 1 개의 p 원자 궤도의 하이브리드 화가 겹치면, SP 하이브리드 궤도라고합니다.
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하나의 및 2 개의 p 궤도가 혼성화 될 때, 그것은 SP2 하이브리드 궤도의 형성으로 이어진다.
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SP3 하이브리드 궤도는 하나의 및 3 개의 p 궤도가 혼성화 될 때 형성된다. 그러한 구조의 모양은 사면체입니다.
이 세 가지 주요 하이브리드 궤도 외에도, 상이한 원자 궤도의 혼합에 의해 형성되는 다른 하이브리드 궤도가있다. 첫 번째는 조정 번호 4가있는 DSP2입니다.이 유형의 하이브리드 화에서는 1 개의 d, 1 개의 및 2 개의 p 궤도가 겹치게됩니다. 하나의, 3 개의 p 및 1 개의 d 궤도가 혼성화되는 SP3D에 대해서도 마찬가지입니다. 두 혼성화의 차이점은 조정 번호와 구조입니다. DSP2는 정사각형 평면 인 반면 SP3D는 삼각형 이피 라미드입니다. 원자가 결합 이론에 따라 형성된 2 개의 팔면체 형태는 SP3D2 및 D2SP3이다.
결론
의심 할 여지없이, 원자가 결합 이론은 수많은 해결되지 않은 개념을 설명하는 데 효과적이었습니다. 그러나 컬러 전시회는 설명되지 않았습니다. CFT와 VBT 이론은 원자 궤도를 설명했지만, 둘에는 큰 차이가 있었다. Crystal Field 이론으로도 알려진 CFT는 궤도 분할에 대해 설명했습니다. 한편, 밸런스 본드 이론으로도 알려진 VBT는 궤도 혼합에 대해 설명했다.
