Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

20.7: نظرية رابطة التكافؤ
فهرس المحتويات

JoVE Core
Chemistry

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Valence Bond Theory
 
نسخة طبق الأصل

20.7: نظرية رابطة التكافؤ

تُظهر مركبات ومجمعات التنسيق ألوانًا وأشكال هندسية وسلوكًا مغناطيسيًا مختلفاً، اعتمادًا على ذرة المعدن/أيون والروابط التي تتكون منها. في محاولة لشرح الترابط وهيكل مركبات التنسيق، اقترح لينوس بولينج نظرية رابطة التكافؤ، أو VBT، باستخدام مفاهيم التهجين والتداخل بين المدارات الذرية. وفقًا لـ VBT، يتم تهجين ذرة المعدن المركزي أو أيون (حمض لويس) لتوفير مدارات فارغة من الطاقة المناسبة. تقبل هذه المدارات أزواج الإلكترونات من مدارات الترابط المملوءة (قواعد لويس) لتكوين روابط رابطة تساهمية معدنية. يحدد نوع التهجين وعدد المدارات الهجينة هندسة المجمع.

الهندسة تهجين  
Linearsp
رباعي السطوحsp3
 مستو مربع dsp2
ثماني السطوح d2sp3 or sp3d

في مركب رباعي السطوح، يتم تهجين ثلاثة مدارات p شاغرة ومدار واحد s شاغر على المعدن ليشكل أربعة من sp3 المدارات الهجينة، والتي تتداخل مع مدارات الترابط الممتلئة لتكوين رابطة الإحداثيات التساهمية. وبالمثل، يتم إنشاء ستة مدارات هجينة للمركبات ثمانية السطوح عن طريق خلط المدارات الذرية الشاغرة على أيون المعدن المركزي (d2sp3 أو sp3d2 تهجين). في حالة المركبات الخطية، يتداخل المداران s و p، مما يؤدي إلى تكوين مدارين من sp هجينين.

المجمعات المدارية الداخلية والخارجية

تؤثر قوة الروابط المقتربة على تهجين المدارات الذرية على أيون المعدن المركزي. ضع في اعتبارك مثال مركب ثماني السطوح مثل [Co(NH3)6]3+. يحتوي أيون Co3+ على ستة إلكترونات في مدارات 3d ويحتوي على 4s و 4p . تجبر روابط NHNH3 الواردة، والتي هي روابط قوية للمجال، الإلكترونات غير المزدوجة 3d على إعادة الترتيب والاقتران مع الإلكترونات ثلاثية الأبعاد الأخرى. يؤدي هذا إلى إنشاء مداريتين شاغرتين d، والتي تتحد مع 4s وثلاثة 4p من المدارات لتكوين ستة مدارات مكافئة d2sp3 هجينة. تتداخل المدارات الست الهجينة مع المدارات الذرية المملوءة لروابط الأمونيا لتشكيل مجمع ثماني السطوح. نظرًا لأن مدارات d (3d) الداخلية على المعدن تشارك في التهجين، [Co(NH3)6]3+ هو مجمع مداري داخلي. بسبب عدم وجود إلكترونات غير مقترنة، يكون المركب ثُنائي مغناطيسي، أو يُسمى معقد الدوران المنخفض.

Image1

      في مجمع ثماني السطوح آخر مثل [Co(F)6]3+، نظرًا لأن ربيطة الفلورايد عبارة عن ربيطة مجال ضعيف، فإن الكترونات المعدن 3d6 لا يتم إعادة ترتيبها. لتوفير مدارات شاغرة للتهجين، يتحد اثنان من المدارات الخارجية الفارغة البالغ عددها 4d مع المدارات 4s وثلاثة مدارات 4p الثلاثة لتشكيل ستة مدارات هجينة شاغرة. نظرًا لاستخدام المدارات d الأبعد، تتم الإشارة إلى التهجين باسم تهجين sp3d2، و يسمى المركب المجمع المداري الخارجي. إن وجود إلكترونات غير مقترنة يجعل المعقد بارامغناطيسيًا، ومن ثم تُعرف هذه المجمعات أيضًا باسم معقدات الدوران العالية.

Image2

تكون المجمعات المدارية عالية الدوران أو الخارجية أكثر تقلبًا وأقل استقرارًا (بسبب الطاقات الأعلى لـ sp3d2 orbitals) مقارنة بالمجمعات ذات الدوران المنخفض أو المجمعات المدارية الداخلية.

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter