Як розрахувати кратність зв`язку в хімії

На атомному рівні кратністю зв`язку називається число пар пов`язаних електронів між двома атомами. Наприклад, в двоатомний азоті (N≡N) кратність зв`язку дорівнює трьом, оскільки два атома азоту з`єднані трьома хімічними зв`язками. В теорії молекулярних орбіталей кратність зв`язку визначається як половина різниці між кількістю зв`язують і розпушують електронів. Таким чином, кратність зв`язку можна розрахувати за наступною формулою: Кратність зв`язку = [(Число електронів на зв`язуючих орбіталях) - (Число електронів на розпушуючих орбиталях)] / 2.

кроки

Метод 1 з 3:

Як швидко знайти кратність зв`язку

1. Запам`ятайте формулу. В теорії молекулярних орбіталей кратність зв`язку визначається як половина різниці між кількістю зв`язують і розпушують електронів: Кратність зв`язку = [(Число електронів на зв`язуючих орбіталях) - (Число електронів на розпушуючих орбиталях)] / 2.

2. Чим більше кратність зв`язку, тим стабільніше молекула. Кожен електрон, який потрапив на зв`язує орбіталь, стабілізує нову молекулу. І навпаки, що знаходяться на розпушуючих орбиталях електрони дестабілізують молекулу. Кратність зв`язку визначає енергетичний рівень утвореної молекули.

Якщо кратність зв`язку дорівнює нулю, молекула не може утворитися. Чим вище кратність зв`язку, тим більш стабільна молекула.

Calculate Bond Order in Chemistry Step 7

3. Розглянемо простий приклад. Атоми водню мають один електрон на s-оболонці, яка здатна вмістити два електрона. Коли з`єднуються два атома водню, s-оболонка кожного доповнюється другим електроном. В результаті утворюються дві зв`язують орбіталі. Електронам не доводиться переходити на більш високу p-оболонку, тому не утворюється розпушуючих орбіталей. Таким чином, кратність зв`язку становить

(2 - 0) / 2

, тобто 1. В результаті утворюється звичайна молекула газоподібного водню H₂.

Метод 2 з 3:

Як зобразити кратність хімічного зв`язку

1. Навчіться швидко визначати кратність зв`язку. У разі простою ковалентного зв`язку кратність дорівнює одному-при подвійний ковалентного зв`язку кратність дорівнює двум- для потрійний ковалентного зв`язку кратність дорівнює трьом, і так далі. Попросту кажучи, кратність зв`язку - це число пар пов`язаних електронів, які утримують два атома разом.

Calculate Bond Order in Chemistry Step 2

2. Дізнайтеся, як атоми з`єднуються в молекули. У будь-якій молекулі складові її атоми з`єднані єднальними парами електронів. Ці електрони обертаються навколо ядра атома по "орбиталям". Наприклад, кожна s-оболонка може вміщувати не більше двох електронів. Якщо така оболонка "не заповнена", то на ній немає електронів або вона містить лише один електрон. В цьому випадку непов`язаний електрон може з`єднатися з відповідним одиночним електроном іншого атома.

Залежно від розмірів і складності конкретного атома, він може мати одну або кілька, аж до чотирьох оболонок.

Коли заповнюється найближча до ядра електронна оболонка, нові електрони починають заповнювати наступну. Поступово електрони заповнюють наступні оболонки, тому чим більше атом, тим більше електронів він містить.

Calculate Bond Order in Chemistry Step 3

Зобразіть точкові структури Льюїса. Це зручний спосіб візуально уявити, як атоми з`єднані один з одним в молекулі. Позначте атоми їх хімічними символами (наприклад, H для водню і Cl для хлору). Намалюйте зв`язку між атомами у вигляді ліній, наприклад - для одинарної, = для подвійний і ≡ для потрійного зв`язку. Позначте незв`язані електрони і електронні пари у вигляді точок (наприклад,: C :). Після того як ви покажіть точкові структури Льюїса, порахуйте число зв`язків - це і буде кратністю зв`язку.

Для двоатомних молекули азоту точкова структура Льюїса матиме вигляд N≡N. Кожен атом азоту має одну електронну пару і три незв`язаних електрона. При з`єднанні двох атомів азоту їх шість незв`язаних електронів утворюють сильну потрійну ковалентний зв`язок.

Метод 3 з 3:

Як розрахувати кратність зв`язку в теорії молекулярних орбіталей

1. Подивіться на діаграму електронних оболонок атомів. Відзначте, що кожна наступна оболонка розташована все далі і далі від атомного ядра. Згідно властивостями ентропії, будь-яка система прагне до стану з мінімальною потенційною енергією. Таким чином, електрони прагнуть зайняти найнижчу оболонку, якщо там є вільні місця.

Calculate Bond Order in Chemistry Step 5

2. Дізнайтеся про різницю між зв`язують і розпушують орбиталями. Коли два атоми об`єднуються в молекулу, їх електрони прагнуть заповнити найнижчі рівні в електронних оболонках. При цьому зв`язують електрони об`єднуються один з одним і заповнюють нижні енергетичні стану. Розпушуючі електрони залишаються "вільними", або непов`язаними, і витісняються на більш високі орбітальні рівні.

зв`язують електрони. Якщо ви подивіться, наскільки заповнені електронні оболонки кожного атома, то зможете визначити, скільки електронів зможуть перейти на більш стабільні оболонки з низькою енергією. Ці "заповнюють електрони" називають єднальними електронами.

Розпушуючі електрони. Коли два атоми обмінюються електронами і утворюють молекулу, орбіталі з низькою енергією можуть заповнитися, і в цьому випадку деякі електрони перейдуть на рівні з більш високою енергією. Такі електрони називають розпушують електронами.