Кешенді қосылыстарды теория б.ша түсіндіру. Валентік байланыс теориясы, кристалл ріс теориясы. Молекулы орбиталь теориясы, лигандтар ріс теориясы
 Скачать 475.48 Kb.
|
|
§10 Кешенді қосылыстардағы химиялық байланыс, кристалдық өріс теориясы (Ван Аркел, Де-Бур, Гэрик 1930 ж.) Бұл қосылыстардағы химиялық байланысты электростатикалық теория, валенттілік байланыс және молекулалық орбиталь тәсілдері түсіндіріледі. Кешенді қосылыстағы химиялық байланыстың негізі 1916–1922 ж. неміс ғалымдары Коссель мен Магнус зерттеулерінен басталады. Қосылыстың құрамдас бөліктері лиганд пен кешен түзуші және лиганд пен лиганд электростатикалық кулон күші арқылы әсерлеседі деп қарастырылады. 1940 жылдан бастап координациялық химияның жаңа дәуірі басталды. Кешенді қосылыстардағы байланыс табиғатын түсіндіруге бірден–бір қозғау болған – физика, химия және математика ғылымдарының арасындағы байланыстың артуы. Кристалдың өріс теориясы (Коттон, Иоргенсен, Лэнгмюр, Бете, Ван-Флек) Кешенді қосылыстың түзілуін түсіндіретін электростатикалық теорияның даму жалғасы кристалдық өріс теориясы.Бұл теория негізіне кешенді қосылыс түзуші мен лиганд арасында тек электростатикалық күш әсер етіп, сол кезде лиганд өз өрісімен кешенді қосылыс түзушінің электрондарының энергетикалық күйін өзгертеді деп қабылданылады. Кешенді қосылыс түзуші негізінен d-элементі болады, оның d-электрондары кеңістікте 5 түрлі орналасады:  орбитальдары ось бойынша, ал  орбитальдары ось биссектрисасы бойымен орналасқан. Негізгі жағдайда кешен түзушінің d-электрондарының энергетикалық күйлері бірдей болады, ал егер оны теріс заряд өрісіне қойсақ (бірдей таралған – сфералық) онда электр өрісі бар электронға бірдей әсер етеді де, энергетикалық күйіне өзгеріс енбейді. Енді ион не атомды теріс зарядтың сфералық өрісінен әкетіп, октаэдр не тетраэдр қоршауына әкелсек, онда электрондардың энергетикалық күйіне өзгеріс енеді. Октаэдр өрісіне қойылған кешенді қосылыс түзушінің электрондарының энергетикалық күйіндегі өзгерістерді қарастырсақ:  орбитальдары лиганд әсеріне көбірек (dΣ-салыстырғанда) ұшырайды, сондықтан  .Октаэдр өрісіне түскен кешенді қосылыс түзуші ионның электрондарының энергетикалық күйлерінің өзгерісі тетраэдрлік өрістегіге керісінше болады: d∑, dγ орындарымен алмасады (Сурет 4.14): Сонда: Ed∑  Δокт (dγ) Δтетр (dΣ) d (dγ) d (dΣ) Сурет 4.14. d – орбиталінің октаэдрлік және тетраэдрлік өрісте жіктелуі Енді кешен түзушінің d – орбитальдарының октаэдрлік және тетраэдрлік өрісте орналасуын қарастырайық: а)  ә)  Сурет 4.15. Кешен түзуші d-орбитальдарының (d, d) лигандтардың октаэдрлік (а) тетраэдрлік (ә) өрістерінде бағдарлануы Егер лиганд пен кешенді қосылыс түзушінің арақашықтықтары (октаэдрлік және тетраэдрлік қоршауда) бірдей болса, онда: ∆тетр = 4/9 ∆окт. (4.5) мұндағы ∆тетр, ∆окт. – жіктелу энергиясы. d-деңгейшесінің жіктелу энергиясының сандық мәні үш факторға тәуелді: 1) кешенді қосылыс конфигурациясына (тетраэдрлық, октаэдрлық), 2) лиганд табиғатына, 3) кешенді қосылыс түзуші табиғатына, зарядына. Кешенді қосылыс түзуші бірдей болған жағдайда оның d-деңгейшесінің жіктелу энергиясының шамасы лиганд өрісінің күшіне тәуелді болады. Осыған байланысты лигандтарды мына ретпен орналастырады: CO, CN-> NO2-> NH3> CNS- > H2O > OH-> F-> Cl-> Br-> J- Бұл қатар кешенді қосылыстардың спектрлерін зерттеу және квантты механикалық есептеулер арқылы анықталған, қатар басындағыларын |