Глава 5. Углублённые теории связи (Advanced Theories of Bonding)¶
Мы уже познакомились с основными представлениями о химической связи: атомы обобществляют электроны, образуя молекулы со стабильными структурами Льюиса, а форму этих молекул можно предсказывать по теории отталкивания электронных пар валентной оболочки (VSEPR). Эти идеи служат важной отправной точкой для понимания химической связи. Однако подобные модели не всегда позволяют предсказать поведение реальных веществ. Как согласовать геометрию атомных \(s\)-, \(p\)- и \(d\)-орбиталей с формой молекул, в которых встречаются углы \(120°\) и \(109{,}5°\)? Кроме того, известно, что движение электронов связано с магнитным поведением через электромагнитные поля. У молекул \(\ce{N2}\) и \(\ce{O2}\) структуры Льюиса довольно похожи и содержат неподелённые электронные пары, однако кислород проявляет совершенно иное магнитное поведение, чем азот. Жидкий азот можно пропустить через магнитное поле без каких-либо видимых эффектов, тогда как жидкий кислород (см. Рис. 5.1) притягивается к магниту и удерживается в магнитном поле. Чтобы объяснить эти наблюдения, требуется освоить дополнительные представления — метод валентных связей, гибридизацию орбиталей и метод молекулярных орбиталей.