نظرية رابطة التكافؤ والمدارات المهجنة

تقترح نظرية رابطة التكافؤ أن الرابطة الكيميائية تنتج من خلال تداخل المدارات الذرية المملوءة جزئيا ، بما في ذلك تلك الأخرى غير المدار الكروي.

عندما تتشكل رابطة واحدة بين مدارين غير كرويين ، سيكون للمدارين تداخل وجها لوجه.

يسمى نوع الرابطة التساهمية التي تتكون من التداخل من رأس إلى رأس للمدارات الذرية برابطة سيجما.

لا يمكن للمدارات s و p المتداخلة لتشكيل روابط تساهمية أن تنتج الأشكال الجزيئية المختلفة في نموذج VSEPR. تساعد نظرية رابطة التكافؤ في تفسير هذه الهندسة الجزيئية من خلال تهجين أو خلط المدارات الذرية.

تتحد بعض المدارات الذرية المشاركة في الترابط لتشكيل مدارات جديدة تكون أشكالها مزيجا من النسخ الأصلية. العدد الأولي للمدارات الذرية وعدد المدارات الهجينة المتولدة هو نفسه دائما.

المدارات الهجينة لها شكل مختلف عن المدارات الذرية المكونة لها ، مع وجود فص واحد أكبر بكثير من الآخر. وبالتالي ، فإن كثافة احتمال الإلكترون تتركز بشكل كبير في فص اتجاهي ، مما يؤدي إلى تداخل أكثر فعالية مع مدارات الذرات الأخرى. من أجل الوضوح ، غالبا ما تظهر هذه المدارات بدون الفصوص الصغيرة.

على سبيل المثال ، في الحالة المثارة للكربون ، تخضع المدارات الواحدة s والثلاثة p التي تحتوي على الإلكترونات الأربعة غير المزاوجة للتهجين ، مما ينتج عنه أربعة مدارات هجينة مكافئة s-p-three تشغل رؤوس رباعي السطوح العادي.

يولد خلط مدارات s واثنين من p في الحالة المثارة للكربون ثلاثة مدارات هجينة مكافئة s-p-two ذات هندسة مستوية مثلثية.

وبالمثل ، يمكن أن يؤدي تهجين مدار s ومدار p إلى إنشاء مدارين sp موجهين بزاوية 180 درجة لبعضهما البعض.

يوفر

مفهوم التهجين أيضا تفسيرا لتكوين روابط متعددة. يؤدي التداخل الجانبي لمدارين p إلى ظهور رابطة pi.

ومع ذلك ، لا يمكن تكوين رابطة pi إلا في روابط مزدوجة وثلاثية عندما تكون رابطة سيجما موجودة بالفعل بين ذرتين. نظرا لوجود رابطة pi على جانبي المحور بين النوى ، فإن روابط pi غير قادرة على الدوران حول هذا المحور.