Met óda valenčných väzieb

1. Metóda valenčných väzieb • W. Heitler a F. London, 1927 • L. Pauling, rezonančné štruktúry (1928), hybridizácia (1930) • elektrónové páry sú lokalizované medzi dvoma špecifickými atómami v molekule

2. Metóda valenčných väzieb • Krivky potenciálnej energie molekuly H2. Experimentálna krivka je VII.

3. Metóda valenčných väzieb • Pre neinteragujúce atómy – vlnová funkcia ako súčin atómových s-funkcií. • Elektrón 1 priradíme jadru a, elektrón 2 jadru b. • Chemická väzba v molekule H2 vzniká približovaním Ha a Hb z nekonečna po rovnovážnu vzdialenosť • I = 1sa(1).1sb(2) (5-1) • Zámena súradníc elektrónov I’ = 1sb(1).1sa(2)nám nepomôže, pretože funkcie I a I’ vedú k rovnakej energii (elektróny sú nerozlíšiteľné).

4. Metóda valenčných väzieb • Krivka potenciálnej energie Ipre vlnovú funkciu (5-1) značne podceňuje minimum potenciálnej energie • takáto vlnová funkcia je neadekvátna, pretože pre malé vzdialenosti už nemôžeme jednoznačne priradiť elektrón 1 jadru a, elektrón 2 jadru b, sú nerozlíšiteľné • Úprava: II = 1sa(1).1sb(2) + 1sa(2).1sb(1) (5-2) III = 1sa(1).1sb(2) - 1sa(2).1sb(1) (5-3) • V.f. so symetrickou kombináciou (5-2) dáva krivku II (stále slabá zhoda s experimentom) • V.f. s antisymetrickou kombináciou (5-3) dáva repulznú krivku III – stav (5-3) je neväzbový (triplet)

5. dokončiť

6. Metóda valenčných väzieb Molekula HF Lewisovská štruktúra: .. Najjednoduchšia vlnová funkcia pre HF sa dá zapísať ako príspevok „core“ a valenčná časť H  F: .. Časť „core“ môžeme považovať za neväzbovú a v ďalšom texte vynechať, takže vlnová funkcia nadobudne tvar

7. Metóda valenčných väzieb Molekula HF Väzba reprezentovaná sa dá zobraziť schémou (a): a) Prekryv 2pzF a 1sH Podobne ako v prípade H2, môžeme vlnovú funkciu rozšíriť schémou (b): b) Prekryv 2sF a 1sH

8. Metóda valenčných väzieb Molekula HF Ak spojíme schémy (a) a (b), dovolíme 2s orbitálu participovať na väzbe Normalizačná konštanta N Podobne ako pre H2 môžeme uvažovať iónové členy, ale vzhľadom na veľký rozdiel elektronegativít má zmysel počítať len so štruktúrou H+F Pauling odhadol podiel štruktúry H+F na vlnovej funkcii III na 50%

9. Metóda valenčných väzieb Molekula HF Aký je mechanizmus 2s-2p hybridizácie? Hypotetická excitácia elektrónu z 2sF na 2pF 2s1 na F môže vytvoriť pár s 1s1 na H • Zapojovací parameter g< 0.5  príspevok 2s orbitálu k väzbe bude menší ako 25% (... (½)2100) • Odpovedajúca excitačná energia  500 kJ/mol ! • Kde je potom výhoda hybridizácie?

10. Metóda valenčných väzieb Molekula HF – výhody hybridizácie Zvýšenie elektrónovej hustoty pozdĺž väzby Zníženie repulzie elektrón-elektrón Nech g = 0.2, potom budeefekt miešania 2s/2p Elektrónová hustota na väzbe Voľný elektrónový pár

11. Metóda valenčných väzieb Molekula HF – výhody hybridizácie Dôsledok „redistribúcie“ el. hustoty pre voľný elektrónový pár fLP je excentrický (na opačnej strane ako hybridný väzbový

12. Metóda valenčných väzieb Molekula HF – sumarizácia hybridizácie H F