Kovalent bog’ uzunligi - Jismdagi elektronlarni ularning holatiga qarab 2ta gruppaga bo'lish mumkin

|
Jismdagi elektronlarni ularning holatiga qarab 2ta gruppaga bo'lish mumkin
|
bet | 9/15 | Sana | 13.02.2024 | Hajmi | 1,19 Mb. | | #155870 |
Bog'liq 5 (2)Kovalent bog’ uzunligi.
Molekulani tashkil etuvchi atomlar yadrolari orasidagi masofani bog’ uzunligi deyiladi va u nanometer (nm) da ifodalanadi (1nm=10Å=10–7sm). Agar ikkita bir xil atom o’zaro birikib bog’ hosil qilgan bo’lsa, bog’ning uzunligi shu atomlar radiuslarining yig’indisiga teng deb qabul qilish mumkin. Lekin bir xil atomlardan molekula hosil bo’lganda
atomlar A sxemadagidek yaqinlashib birika olmaydi, ya’ni atomlar bir – biriga tegib turmaydi. Chunki atomlar yadrolari bir – biridan itariladi. Itarilish kuchi elektron – yadro tortilish kuchlariga teng bo’lib, muvozanat holatida yadrolar orasidagi masofa o’zgarmaydi.
Demak, kovalent r1 yoki r2 ga emas, balki r1 + r4 ga teng. Boshqacha aytganda, ximiyaviy bog’lar orqali birikkan atomlarning kovalent radiuslari yig’indisigina kovalent radiusni beradi. Chizmadan atomning kovalent radiusi bog’ uzunligining yarmiga tengligi ko’rinib turibdi, ya’ni e/2. Oddiy bog’dan qo’sh va uchbog’ga o’tilgan sayin bog’ uzunligi qisqarib boradi: C-C (1,54 Å); C=C (1,33 Å); C≡C (1,20 Å). Bunda gibridlanish sababchi.
Bir xil tipdagi bog’ uzunligi turli molekulalarda turlichadir. Masalan, metil spirtdagi C – O bog’ uzunligi 1,42 Å , shu qiymat karbon kislotalardagi C – O bog’ uchun 1,39 Å ga teng. Bog’ uzunligini bilish organik ximiya uchun juda muhim.
Kovalent bog’ uchun qutblanuvchanlik xususiyati bor. Biror qutbli molekula elektr maydoniga kiritilsa, molekuladagi musbat zaryadlar (yadrolar) elektr maydonining mangiy qutbi tomon, manfiy zaryadlar (elektronlar) esa musbat qutbi tomon siljiydi va azaldan qutbli molekulaning qutbliligi ortadi hamda molekula biroz cho’ziladi.
Qutbsiz kovalent bog’li molekula elektr maydoniga kiritilganda ham molekula qutblanishi mumkin. Bunda qutbsiz molekuladagi elektronlar elektr maydonining musbat qutbiga, yadrolar esa manfiy qutbiga tomon siljiydi.
P ind = Pelektron + Patom
Kovalent bog’ uchun to’yinuvchanlik xususiyati bor. Bu uning eng muhim xususiyatlaridan biri sanaladi. H2 molekulaga uchinchi vodorod atomi yaqinlashib, H3 ni hosil qila olmaydi. Chunki bu uchinchi vodorod atomining spini 1H ↑↓ 2H yo birinchi yo ikkinchi vodorod atominiki bir xil bo’ladi va ular bir – biridan itariladi, ya’ni H3 hosil bo’lmaydi. Nazariy kvant – ximiyaviy hisoblashlar H2 + H sistemada uchta elektron o’rtasidagi itarilish kuchlari elektronlar – yadro tortishish kuchlarian katta bo’lar ekan. Sodda qilib tushuntirilsa, uchunchi elektronning spini yo birinchi yoki ikkinchi elektronniki bilan bir xil bo’lib qoladi va ular kuchli itariladi:
H ↑↓ H
H ↑
Ximiyaviy (kovalent) bog’ning to’yinuvchanligi sababli birikmalar o’zgarmas tarkibga ega bo’ladi. Masalan, metan CH4 (CH5 yoki CH6 emas) tarkibga ega. Birikmalarda atomlarga stexiometrik koeffitsiyentlar qo’yilishiga sabab ham kovalent bog’ning to’yinuvchanligidir.
Kovalent bog’ fazoda yo’naluvchanlik xususiyatiga ega, ya’ni kovalent bog’ni hosil qilib turgan atomning valentliklari muayyan yo’nalishlarda “mahkamlangan” . Bunga sabab molekuladagi bog’larni hosil qilib turgan elektron juftlar bir- biridan itarilishidir. Shu bois ana shu juftlar bir – biridan maksimal uzoqda joylashishi talab qilinadi. Darhaqiqat, to’rtta elektron juftni tetraedr, uchtasini o’zaro 120º burchak ostida, ikkitasini esa 180º burchak ostida joylashtirilsagina elektron juftlar orasidagi masofa eng uzoq va sistema barqaror bo’ladi. Kovalent bog’ning eng muhim xususiyatlaridan biri uning to’yinuvchanligidir.
Gaytler va London H + H2 sistema (nodorod molekulasining uchinchi vodorod atomi bilan ta’sirlashishi) ni nazariy jihatdan ko’rib chiqib, kvant ximiyaviy hisoblashlar asosida H2 (vodorod molekulasiga) uchinchi vodorod atomi tortilmasligini, ya’ni H3 molekulasining hosil bo’lishi energetic jihatdan qulay emasligini va demak H3 ning mavjud bo’la olmasligini isbotlab berishdi. Natijalar ko’rsatishicha, H2 + H sistemada uchta elektron o’rtasidagi itarilish kuchlari elektronlar – yadro tortishish kuchlaridan katta bo’lar ekan. Shu tariqa kovalent bog’lanishning to’yinuvchanli xossasi nazariy asoslab berildi. Haqiqatdan ham, vodorod molekulasiga uchinchi vodorod atomi qo’shilganda, bu atomdagi yagona elektronning spini molekuladagi ikkita elektron spinidan bittasiniki bilan bir xil bo’lib qoladi.
H ↑↓ H H ↑↓ H H ↑↓ H
H ↑ H ↓ spinlar bir xil
Bu Pauli prinsipiga ziddir. Qolaversa, bir xil spinl elektronlar bir – biridan “qochadi”, ya’ni kuchli itariladi. Ximiyaviy bog’ning to’yinuvchanligi sabab birikmalarda Masalan, metan CH4 (CH5 yoki CH6 emas), vodorodga H2 (H3, H4 emas) formula muvofiq keladi. Birikmalarda atomlarga stexiometrik koeffitsiyentlar qo’yilishiga sabab ham kovalent bog’ning to’yinuvchanligidir. Ion bog’ to’yinuvchanlik xususiyatiga ega emas. Chunki bitta musbat ion bir nechta manfiy ionga tortilishi mumkin. U holda ion birikmalardagi atomlarga stexiometrik koeffitsiyentlar qo’yilmasligi kerak. Lekin qo’yiladi. Masalan, osh tuzi NaCl, Na2SO4 va h.k. Sababi, sof ion birikmalar mavjud emas, balki har qanday ion bog’ ma’lum darajada kovalent bog’ deb qaraladi.
Shunday qilib, molekuladagi atomlarni bir – biri bilan bog’lab turgan elektron juftlarining itarilishi sababchi bo’lib, molekula biron shaklga ega bo’ladi. To’rtta elektron juftni fazoda tetraedr, uchta juftni yassi, orasidagi burchaklarni 120º qilib ikkita juftni chiziqsimon ko’rinishda joylashtirilsagina, ular orasidagi masofa eng uzoq va sistema barqaror bo’ladi.
Molekuladagi elektron juftning bir – biridan itarilishiga sabab ammiak, suv va metan molekulalari tetraedrik tuzilishga ega. Chunki to’rtta elektron juft (metandagi) tetraedr ko’rinishida joylashtirilsagina juftlar orasidagi masofa eng uzoq, ularning bir – biridan itarilishi zaif va sistema – molekula barqaror. Ikkita elektron juft o’zaro 180º burchak ostida joylashtirilganda shunday bo’ladi. shu bois metan molekulasi tetraedrik (4 ta elektron juft), etilen molekulasi esa yassi (3 ta elektron juft), atsetilen molekulasi esa chiziqsimon (2 ta elektron juft) tuzilishga ega. Biz bu masalaga hali gibridlanish mavzusini ko’rganimizda batafsl to’xtalamiz.
|
| |