|
Курс лекций
по
"Строительное материаловедение"
Квантово-механическое
рассмотрение
химической связи.
Ковалентная
связь
Получить ответ, удовлетворительно объясняющий
природу и механизм химической связи, оказалось возможным
только после появления квантово-механической
теории строения атома, так как при образовании связи
проявляются специфические для микрообъектов свойства
электронов.
С точки зрения квантовой механики при образовании химической
связи между атомами их электронные орбитали
перекрываются. В результате в межъядерной области
создается повышенная электронная плотность по сравнению
с электронной плотностью в изолированных
атомах, которая как бы
стягивает ядра в
единую устойчивую
систему (рис.1, а).
В силу особенностей
электронных состояний
между ядрами может происходить не
повышение электронной
плотности, а, наоборот,
уменьшение ее до нуля.
В этом случае химическая
связь не образуется
(рис. 1, б). Причины устойчивости многоатомной частицы заключаются
в понижении энергии
ее образования. Рассмотрим, например, изменение энергии
при сближении двух атомов водорода,
находящихся на бесконечно
большом расстоянии (r
= ∞) друг от друга. Потенциальную энергию Е при г = ∞ примем
равной нулю.
Рис.1
Взаимодействие
между атомами
водорода, приводящее
к образованию связи (а) и не
приводящее к образованию связи (б)
Система состоит из
двух протонов и двух электронов.
Между частицами возникает два
типа сил: силы отталкивания между электронами двух атомов и
протонами атомов и силы притяжения между протонами и электронами.
|
