Teoria wiązań walencyjnych

Teoria wiązań walencyjnych jest jedną z metod stosowanych do zrozumienia, w jaki sposób orbitale atomowe z modelu mechaniki kwantowej mogą nakładać się na siebie, tworząc wiązanie kowalencyjne. Zakłada ona, że wiązania powstają, gdy oddziaływania atomowe obniżają ogólną energię układu. 

Rozważ tworzenie cząsteczki wodoru. Każdy atom ma pojedynczy elektron na swoim orbicie 1s. Gdy atomy wodoru są od siebie oddalone, nie doświadczają ani przyciągania, ani odpychania od siebie, a energia układu jest uważana za zerową. 

Gdy atomy zbliżają się do siebie, każdy elektron odczuwa przyciąganie jądra w drugim atomie. W tym samym czasie elektrony odpychają się nawzajem, podobnie jak jądra.

Jeśli przyciąganie jest silniejsze niż odpychanie, energia układu maleje, gdy atomy zbliżają się do siebie. Minimalna energia potencjalna jest osiągana, gdy odpychanie elektron-elektron i jądro-jądro równoważą siły przyciągania między elektronami i jądrami. 

W przypadku cząsteczek wodoru dzieje się tak, gdy długość wiązania wynosi 74 pikometry. W tym momencie następuje znaczne zachodzenie na siebie dwóch orbitali wodoru 1s i tworzy wiązanie kowalencyjne. Dwa elektrony o przeciwnych spinach są przyciągane do ob