تعريف نظرية التكافؤ (VB)

نظرية التكافؤ (VB) هي نظرية رابطة كيميائية تشرح المادة الكيميائية الترابط بين اثنين ذرات. مثل نظرية المدار الجزيئي (MO) ، يشرح الارتباط باستخدام مبادئ ميكانيكا الكم. وفقًا لنظرية رابطة التكافؤ ، يحدث الترابط بسبب تداخل ذرة نصف مملوءة المدارات. الذرتان يتشارك الإلكترون غير المزاوج لبعضهم البعض لتشكيل مدار ممتلئ لتشكيل a مداري هجين والترابط معًا. سيجما و سندات بي هي جزء من نظرية رابطة التكافؤ.

الوجبات الجاهزة الرئيسية: نظرية التكافؤ (VB)

تتنبأ نظرية رابطة التكافؤ بتشكيل رابطة تساهمية بين الذرات عندما يكون لها مدارات ذرية تكافؤ نصف مملوءة ، يحتوي كل منها على إلكترون واحد غير زوجي. تتداخل هذه المدارات الذرية ، لذا فإن الإلكترونات لديها أعلى احتمال لوجودها داخل منطقة الرابطة. تشترك الذرتان بعد ذلك في الإلكترونات المفردة غير المزاوجة لتكوين مدارات ذات ضعف ضعيف.

لا يلزم أن يكون المداريان الذريان متطابقين. على سبيل المثال ، قد تتداخل روابط سيغما وبي. تتكون روابط سيجما عندما يكون للإلكترونين المشتركين مدارات تتداخل مع بعضها البعض. في المقابل ، تتشكل روابط باي عندما تتداخل المدارات ولكنها متوازية مع بعضها البعض.

تتكون روابط سيجما بين إلكترونات مدارين s لأن الشكل المداري كروي. تحتوي الروابط الفردية على رابطة سيجما واحدة. تحتوي الروابط المزدوجة على رابطة سيغما ورابطة باي. تحتوي الروابط الثلاثية على رابطة سيغما واثنين من روابط باي. عندما تتكون الروابط الكيميائية بين الذرات ، قد تكون المدارات الذرية هجينة من روابط سيغما وبي.

تساعد النظرية على تفسير تكوين السندات في الحالات التي يكون فيها أ هيكل لويس لا يمكن وصف السلوك الحقيقي. في هذه الحالة ، يمكن استخدام العديد من هياكل رابطة التكافؤ لوصف تضيق لويس واحد.

تستمد نظرية تكافؤ التكافؤ من هياكل لويس. ج. اقترح لويس هذه الهياكل في عام 1916 ، بناءً على فكرة أن إلكترونين مترابطين مشتركين شكلا روابط كيميائية. تم تطبيق ميكانيكا الكم لوصف خصائص الترابط في نظرية Heitler-London عام 1927. تصف هذه النظرية تكوين الروابط الكيميائية بين ذرات الهيدروجين في جزيء H2 باستخدام معادلة موجات شرودنغر لدمج الوظائف الموجية لذرتي الهيدروجين. في عام 1928 ، دمج لينوس بولينغ بين فكرة ربط الزوج مع لويس ونظرية Heitler-London لاقتراح نظرية تكافؤ التكافؤ. تم تطوير نظرية تكافؤ التكافؤ لوصف الرنين والتهجين المداري. في عام 1931 ، نشر Pauling ورقة حول نظرية رابطة التكافؤ بعنوان "حول طبيعة الرابطة الكيميائية". أول برامج الكمبيوتر المستخدمة لوصف الروابط الكيميائية المستخدمة النظرية المدارية الجزيئية ، ولكن منذ الثمانينيات ، أصبحت مبادئ نظرية تكافؤ التكافؤ قابل للبرمجة. اليوم ، الإصدارات الحديثة من هذه النظريات قادرة على المنافسة مع بعضها البعض من حيث وصف السلوك الحقيقي بدقة.

غالبًا ما يمكن لنظرية تكافؤ التكافؤ تفسير ذلك سندات تساهمية شكل. ال ثنائي الذرة جزيء الفلور ، واو₂، انه مثال. تشكل ذرات الفلور روابط تساهمية واحدة مع بعضها البعض. نتائج السندات F-F من التداخل ص_ض المدارات ، التي يحتوي كل منها على إلكترون واحد غير زوجي. تحدث حالة مماثلة في الهيدروجين ، H₂، لكن أطوال الرابطة وقوتها تختلف بين H₂ و F₂ جزيئات. تتكون رابطة تساهمية بين الهيدروجين والفلور في حمض الهيدروفلوريك ، HF. تتكون هذه الرابطة من تداخل الهيدروجين 1س المداري والفلور 2ص_ض المداري ، لكل منها إلكترون غير مرتبط. في HF ، تشترك ذرات الهيدروجين والفلور في هذه الإلكترونات في رابطة تساهمية.

• كوبر ، ديفيد ل. جيرات ، جوزيف. ريموندي ، ماريو (1986). "البنية الإلكترونية لجزيء البنزين". طبيعة. 323 (6090): 699. دوى:10.1038 / 323699a0
• مسمر ، ريتشارد ب. شولتز ، بيتر أ. (1987). "البنية الإلكترونية لجزيء البنزين". طبيعة. 329 (6139): 492. دوى:10.1038 / 329492a0
• Murrell ، JN ؛ Kettle ، SFA ؛ تيدر ، جي إم (1985). الرابطة الكيميائية (الطبعة الثانية). جون وايلي وأولاده. ISBN 0-471-90759-6.
• بولينج ، لينوس (1987). "التركيب الإلكتروني لجزيء البنزين". طبيعة. 325 (6103): 396. دوى:10.1038 / 325396d0
• شايك ، ساسون س. فيليب سي. هايبرتي (2008). دليل الكيميائي لنظرية تكافؤ السندات. نيو جيرسي: Wiley-Interscience. ردمك 978-0-470-03735-5.