Как рассчитать кратность связи в химии

На атомном уровне кратностью связи называется число пар связанных электронов между двумя атомами. Например, в двухатомном азоте (N≡N) кратность связи равна трем, поскольку два атома азота соединены тремя химическими связями. В теории молекулярных орбиталей кратность связи определяется как половина разности между количеством связывающих и разрыхляющих электронов. Таким образом, кратность связи можно рассчитать по следующей формуле: Кратность связи = [(Число электронов на связывающих орбиталях) – (Число электронов на разрыхляющих орбиталях)]/2.^{[1]XИсточник информации}

Метод 1

Метод 1 из 3:

Как быстро найти кратность связи

Загрузить PDF

В теории молекулярных орбиталей кратность связи определяется как половина разности между количеством связывающих и разрыхляющих электронов: Кратность связи = [(Число электронов на связывающих орбиталях) – (Число электронов на разрыхляющих орбиталях)]/2.
2
Чем больше кратность связи, тем стабильнее молекула. Каждый электрон, который попал на связывающую орбиталь, стабилизирует новую молекулу. И наоборот, находящиеся на разрыхляющих орбиталях электроны дестабилизируют молекулу. Кратность связи определяет энергетический уровень образованной молекулы.
- Если кратность связи равна нулю, молекула не может образоваться. Чем выше кратность связи, тем более стабильна молекула.
Атомы водорода имеют один электрон на s-оболочке, которая способна вместить два электрона. Когда соединяются два атома водорода, s-оболочка каждого дополняется вторым электроном. В результате образуются две связывающие орбитали. Электронам не приходится переходить на более высокую p-оболочку, поэтому не образуется разрыхляющих орбиталей. Таким образом, кратность связи составляет $(2-0)/2$ , то есть 1. В результате образуется обычная молекула газообразного водорода H₂.
Реклама

Метод 2

Метод 2 из 3:

Как изобразить кратность химической связи

Загрузить PDF

В случае простой ковалентной связи кратность равна одному; при двойной ковалентной связи кратность равна двум; для тройной ковалентной связи кратность равна трем, и так далее.^{[2]XИсточник информации} Попросту говоря, кратность связи — это число пар связанных электронов, которые удерживают два атома вместе.
2
Узнайте, как атомы соединяются в молекулы. В любой молекуле составляющие ее атомы соединены связывающими парами электронов. Эти электроны вращаются вокруг ядра атома по "орбиталям". Например, каждая s-оболочка может вмещать не более двух электронов. Если такая оболочка "не заполнена", то на ней нет электронов или она содержит лишь один электрон. В этом случае несвязанный электрон может соединиться с соответствующим одиночным электроном другого атома.
- В зависимости от размеров и сложности конкретного атома, он может иметь одну или несколько, вплоть до четырех оболочек.
- Когда заполняется ближайшая к ядру электронная оболочка, новые электроны начинают заполнять следующую. Постепенно электроны заполняют следующие оболочки, поэтому чем крупнее атом, тем больше электронов он содержит.^{[3]XИсточник информации}
3
Изобразите точечные структуры Льюиса. Это удобный способ визуально представить, как атомы соединены друг с другом в молекуле. Обозначьте атомы их химическими символами (например, H для водорода и Cl для хлора). Нарисуйте связи между атомами в виде линий, например – для одинарной, = для двойной и ≡ для тройной связи. Обозначьте несвязанные электроны и электронные пары в виде точек (например, :C:).^{[4]XИсточник информации} После того как вы изобразите точечные структуры Льюиса, посчитайте число связей — это и будет кратностью связи.
- Для двухатомной молекулы азота точечная структура Льюиса будет иметь вид N≡N. Каждый атом азота имеет одну электронную пару и три несвязанных электрона. При соединении двух атомов азота их шесть несвязанных электронов образуют сильную тройную ковалентную связь.^{[5]XИсточник информации}
Реклама

Метод 3

Метод 3 из 3:

Как рассчитать кратность связи в теории молекулярных орбиталей

Загрузить PDF

Отметьте, что каждая следующая оболочка расположена все дальше и дальше от атомного ядра. Согласно свойствам энтропии, любая система стремится к состоянию с минимальной возможной энергией. Таким образом, электроны стремятся занять самую низкую оболочку, если там есть свободные места.
2
Узнайте о разнице между связывающими и разрыхляющими орбиталями. Когда два атома объединяются в молекулу, их электроны стремятся заполнить самые низкие уровни в электронных оболочках. При этом связывающие электроны объединяются друг с другом и заполняют нижние энергетические состояния. Разрыхляющие электроны остаются "свободными", или несвязанными, и вытесняются на более высокие орбитальные уровни.^{[6]XИсточник информации}
- Связывающие электроны. Если вы посмотрите, насколько заполнены электронные оболочки каждого атома, то сможете определить, сколько электронов смогут перейти на более стабильные оболочки с низкой энергией. Эти "заполняющие электроны" называют связывающими электронами.
- Разрыхляющие электроны. Когда два атома обмениваются электронами и образуют молекулу, орбитали с низкой энергией могут заполниться, и в этом случае некоторые электроны перейдут на уровни с более высокой энергией. Такие электроны называют разрыхляющими электронами.^{[7]XИсточник информации}
Реклама