Valence Bond (VB) teoridefinisjon

Hva er valensbindingsteori i kjemi?

To p-orbitaler som danner en pi-binding.

Vladsinger / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported-lisens

Valensbindingsteori (VB) er en kjemisk bindingsteori som forklarer kjemikaliet binding mellom to atomer . Som teori om molekylær orbital (MO), forklarer den binding ved hjelp av kvantemekanikkprinsipper. I følge valensbindingsteori er binding forårsaket av overlapping av halvfylte atomer orbitaler . De to atomene dele hverandres uparrede elektron for å danne en fylt orbital for å danne en hybrid orbital og knytte sammen. Sigma og pi-bindinger er en del av valensbindingsteorien.

Viktige ting: Valence Bond (VB) Theory

• Valensbindingsteori eller VB-teori er en teori basert på kvantemekanikk som forklarer hvordan kjemisk binding fungerer.
• I valensbindingsteori er atomorbitalene til individuelle atomer kombinert for å danne kjemiske bindinger.
• Den andre hovedteorien om kjemisk binding er molekylær orbitalteori eller MO-teori.
• Valensbindingsteori brukes til å forklare hvordan kovalente kjemiske bindinger dannes mellom flere molekyler.

Teori

Valensbindingsteori forutsier kovalent bindingsdannelse mellom atomer når de har halvfylte valensatomorbitaler, som hver inneholder et enkelt uparet elektron. Disse atomorbitalene overlapper hverandre, så elektroner har størst sannsynlighet for å være innenfor bindingsområdet. Begge atomene deler deretter de enkelte uparrede elektronene for å danne svakt koblede orbitaler.

De to atomorbitalene trenger ikke å være like hverandre. For eksempel kan sigma- og pi-bindinger overlappe hverandre. Sigma-bindinger dannes når de to delte elektronene har orbitaler som overlapper hverandre. Derimot dannes pi-bindinger når orbitalene overlapper hverandre, men er parallelle med hverandre.

Dette diagrammet viser en sigma-binding mellom to atomer. Det røde området representerer lokalisert elektrontetthet. ZooFari / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported-lisens

Sigma-bindinger dannes mellom elektroner i to s-orbitaler fordi orbitalformen er sfærisk. Enkeltbindinger inneholder en sigmabinding. Dobbeltbindinger inneholder en sigma-binding og en pi-binding. Trippelbindinger inneholder en sigma-binding og to pi-bindinger. Når kjemiske bindinger dannes mellom atomer, kan atomorbitalene være hybrider av sigma- og pi-bindinger.

Teorien hjelper til med å forklare bindingsdannelse i tilfeller der en Lewis struktur kan ikke beskrive ekte oppførsel. I dette tilfellet kan flere valensbindingsstrukturer brukes for å beskrive en enkelt Lewis-streng.

Historie

Valensbindingsteorien trekker fra Lewis-strukturer. G.N. Lewis foreslo disse strukturene i 1916, basert på ideen om at to delte bindingselektroner dannet kjemiske bindinger. Kvantemekanikk ble brukt for å beskrive bindingsegenskaper i Heitler-London-teorien fra 1927. Denne teorien beskrev kjemisk bindingsdannelse mellom hydrogenatomer i H2-molekylet ved å bruke Schrödingers bølgeligning for å slå sammen bølgefunksjonene til de to hydrogenatomene. I 1928 kombinerte Linus Pauling Lewis sin parbindingsidee med Heitler-London-teorien for å foreslå valensbindingsteori. Valensbindingsteori ble utviklet for å beskrive resonans og orbital hybridisering. I 1931 publiserte Pauling en artikkel om valensbindingsteori med tittelen 'On the Nature of the Chemical Bond'. De første dataprogrammene som ble brukt til å beskrive kjemisk binding brukte molekylær orbitalteori, men siden 1980-tallet har prinsippene for valensbindingsteori blitt programmerbare. I dag er de moderne versjonene av disse teoriene konkurrerende med hverandre når det gjelder nøyaktig å beskrive ekte atferd.

Bruker

Valensbindingsteori kan ofte forklare hvordan kovalente bindinger form. De diatomisk fluormolekyl, F_to, er et eksempel. Fluoratomer danner enkelt kovalente bindinger med hverandre. F-F-bindingen er et resultat av overlapping s_Med orbitaler, som hver inneholder et enkelt uparet elektron. En lignende situasjon oppstår i hydrogen, H_to, men bindingslengdene og styrken er forskjellig mellom H_toog F_tomolekyler. En kovalent binding dannes mellom hydrogen og fluor i flussyre, HF. Denne bindingen dannes fra overlappingen av hydrogenet 1 s orbital og fluor 2 s_Med orbital, som hver har et uparet elektron. I HF deler både hydrogen- og fluoratomene disse elektronene i en kovalent binding.

Kilder

• Cooper, David L.; Gerratt, Joseph; Raimondi, Mario (1986). 'Den elektroniske strukturen til benzenmolekylet.' Natur . 323 (6090): 699. doi: 10.1038/323699a0
• Messmer, Richard P.; Schultz, Peter A. (1987). 'Den elektroniske strukturen til benzenmolekylet.' Natur . 329 (6139): 492. doi: 10.1038/329492a0
• Murrell, J.N.; Kettle, S.F.A.; Tedder, J.M. (1985). Den kjemiske bindingen (2. utgave). John Wiley og sønner. ISBN 0-471-90759-6
• Pauling, Linus (1987). 'Elektronisk struktur av benzenmolekylet.' Natur. 325 (6103): 396. doi: 10.1038/325396d0
• Shaik, Sason S.; Phillipe C. Hiberty (2008). A Chemist's Guide to Valence Bond Theory . New Jersey: Wiley-Interscience. ISBN 978-0-470-03735-5.