价键理论定义

价键理论是一种解释两个原子之间化学键的化学键理论。就像分子轨道(MO)理论一样,它用量子力学原理解释成键。根据价键理论,成键是由半填充原子轨道的重叠引起的。这两个原子共享彼此的未配对电子,形成一个填充轨道,形成一个杂化轨道并结合在一起。西格玛键和π键是价键理论的一部分。...

价键理论是一种解释两个原子之间化学键的化学键理论。就像分子轨道(MO)理论一样,它用量子力学原理解释成键。根据价键理论,成键是由半填充原子轨道的重叠引起的。这两个原子共享彼此的未配对电子,形成一个填充轨道,形成一个杂化轨道并结合在一起。西格玛键和π键是价键理论的一部分。

Pi bond illustration

主要收获:价键(vb)理论

  • 价键理论或VB理论是一种基于量子力学的理论,它解释了化学键是如何工作的。
  • 在价键理论中,单个原子的原子轨道结合起来形成化学键。
  • 化学键的另一个主要理论是分子轨道理论或分子轨道理论。
  • 价键理论用来解释几个分子之间如何形成共价化学键。

理论

价键理论预测,当原子的价原子轨道半满时,原子之间会形成共价键,每个轨道包含一个未配对的电子。这些原子轨道重叠,因此电子在键区内的概率最高。然后两个原子共享单个未配对电子,形成弱耦合轨道。

这两个原子轨道不需要彼此相同。例如,西格玛键和π键可能重叠。当两个共享电子的轨道头对头重叠时,就会形成西格玛键。相反,当轨道重叠但彼此平行时,形成π键。

两个s轨道的电子之间形成Sigma键,因为轨道形状是球形的。单键包含一个西格玛键。双键包括西格玛键和π键。三键包含一个sigma键和两个pi键。当原子之间形成化学键时,原子轨道可能是sigma键和pi键的混合物。

该理论有助于解释路易斯结构无法描述真实行为时的键形成。在这种情况下,可以使用几种价键结构来描述单个路易斯狭窄。

历史

价键理论来源于路易斯结构。G.N.刘易斯在1916年提出了这些结构,基于两个共享键电子形成化学键的想法。在1927年的海特勒-伦敦理论中,量子力学被用来描述成键性质。该理论利用薛定谔波动方程来合并两个氢原子的波函数,描述了氢分子中氢原子之间的化学键形成。1928年,莱纳斯·鲍林将刘易斯的成对成键思想和海特勒-伦敦理论结合起来,提出了价键理论。价键理论被发展用来描述共振和轨道杂化。1931年,Pauling发表了一篇关于价键理论的论文,题为《化学键的性质》。第一个用来描述化学键的计算机程序使用了分子轨道理论,但自1980年代以来,价键理论的原理已变得可编程。如今,这些理论的现代版本在准确描述真实行为方面相互竞争。

使用

价键理论通常可以解释共价键是如何形成的。双原子氟分子F2就是一个例子。氟原子彼此形成单共价键。F-F键是pz轨道重叠的结果,每个轨道包含一个未配对的电子。类似的情况也发生在氢,H2中,但H2和F2分子之间的键长和强度不同。氢氟酸HF中氢和氟之间形成共价键。这种键是由氢1s轨道和氟2pz轨道的重叠形成的,这两个轨道都有一个未配对的电子。在HF中,氢原子和氟原子以共价键共享这些电子。

来源

  • 库珀,大卫L。;约瑟夫·杰拉特;马里奥·雷蒙迪(1986年)。“苯分子的电子结构”,《自然》。323 (6090): 699. 内政部:10.1038/323699a0
  • 梅斯默,。;舒尔茨,彼得A.(1987)。“苯分子的电子结构”,《自然》。329 (6139): 492. 内政部:10.1038/329492a0
  • 穆雷尔,J.N。;水壶,S.F.A。;Tedder,J.M.(1985年)。化学键(第二版)。约翰·威利父子公司。ISBN 0-471-90759-6。
  • 保林,李纳斯(1987)。“苯分子的电子结构”,《自然》。325 (6103): 396. 内政部:10.1038/325396d0
  • 沙伊克,萨森S。;Phillipe C.Hiberty(2008年)。化学家的价键理论指南。新泽西州:威利国际科学。ISBN 978-0-470-03735-5。

  • 发表于 2021-09-22 23:16
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  • 分类:数学

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