Dẫn xuất
SVTH: LE THỊ PHƯƠNG THUY Trang 44
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TRAN THỊ VAN
9. Liên kết x không định xứ
Như đã trình bày ở phần 3, theo phương pháp liên kết hoá trị , liên kết là hai tâm, định vị . Cặp e liên kết chỉ di chuyển trong vòng không gian bao phủ hai nguyên tử liên kết, Việc mô tả cấu trúc của các phân tử theo quan niệm đó trong
một số trường hợp dẫn tới các kết quả không phù hợp với thực tế . Sau đây là một
xố thí dụ :
® Phân từ NO); :
Các kết quả thực nghiệm cho thấy phân tử NO, thuận từ , có cấu trúc hình
chữ V, hai liên kết NO dai bằng nhau góc liên kết bằng 132”.
Theo phương pháp liên kết hoá trị , sự hình thành các liên kết trong phân tử
diễn ra như sau : trước hết nguyên tử N chuyển sang trạng thái lai hoá sp” , một
nguyên tử Oxi ( nguyên tử O, ) chuyển sang trang thái kích thích để có một orbitan
trống . Sự xen phủ của orbitan sp! có hai e của nguyên tử N với hai orbitan trống
của O, tao ra một liên kết o , nguyên tử O, đã bão hoà hoá trị . Sự xen phủ của một
orbitan sp” còn lại của nguyên tử N với một orbitan p có | e của O, tạo ra một liên
kết o giữa cặp nguyên tử này . Mỗi nguyên tử N , O, đều còn một orbitan p có một
e và định hướng vuông góc với mặt phẳng của phân tử . Sự xen phủ của hai orbitan
này cho một liên kết x . Nguyên tử O, cũng đã bão hoà hoá trị . Nguyên tử N còn
một orbitan sp có Le.
Vì hai nguyên tử oxi hoàn toàn giống nhau nên cũng có thể giả thiết là lúc đầu nguyên tử O, chuyển sang trạng thái kích thích . Trong trường hợp này cấu trúc
của phân tử được mô tả bởi sơ đổ II (hình 20)
ẹ Ve<li
Hinh 20 - Cấu inte của pli sở NO, theo plating pháp liên kết bos tị
Nếu chi dùng một trong hai sơ đồ thì không thể mô tả đúng được cấu trúc của phân tử NO;, vì sự định vị của liên kết x đã làm cho một liên kết NO bi rút
ngắn lại. Vì vậy , người ta thừa nhận rằng cấu trúc của NO; được mô tả bằng cả hai sơ đổ có giá trị tương đương I và II. Diéu này có nghĩa là liên kết không cố định ở một cặp nguyên tử mà chuyển đổi từ cặp này sang cap khác . Liên kết có ba
tam.
SVTH: LE THI PHƯƠNG THUY Trang 45
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TRAN THỊ VAN
Từ những điểu kiện được trình bày ở trên chúng ta thấy ring có thé biểu diễn cấu trúc của phân tử NO; bằng sơ đồ III ở đó đường chấm biểu diễn một liên
kết x linh động .
Do tính di đông của liên kết mà hai liên kết NO đều có bậc là 1,5 và có đô dài bằng nhau , Phân tử NO, còn một e độc thân nên có tính thuận từ . Gia trị lớn của góc liên kết được giải thích bằng sự lai hoá không hoàn toàn của các orbitan s
và p , hay bằng sự đẩy nhau mạnh của các mây liên kết
elon CO; :
lôn CO, có cấu trúc tam giác với ba liên kết tương đương . Trong iôn này
nguyên tử C ở vào trạng thái kích thích và trạng thái lai hoá sp”, C tạo ra ba liên kết ơ với ba nguyên tử O . Trục của ba liên kết này nằm trong cùng một mặt phẳng
. Electron thứ tư của C tạo ra liên kết %4. Sự bão hoà hoá trị của một nguyên tử O được nhờ sự hình thành liên kết 1 của hai nguyên tử O còn lại do sự kết hợp
electron .
Như vay có thể biểu diễn cấu trúc của iôn CO, bằng tập hợp ba sơ đổ hoá
trị sau day.
a 9 "` a. Ne ọ
~07 ~0“ of
Hay bằng một sơ dé
Sơ đồ cuối phản ánh rõ sự di động của liên kết 7 cũng như điện tích âm . Nó cho thấy : ba liên kết CO hoàn toàn tương đương với bậc là 1/3 , các góc liên kết đều bằng 120”. Liên kết x trong CO; là liên kết không định vị và có 4 tâm .
Tóm lại , để có thể mô tả được cấu trúc thực của các phân tử thì nhiều khi chúng ta phải chấp nhận tinh di động của mây ¢ œ hay nói một cách khác , chấp
nhận rằng : liên kết không định vị nhiều tâm . 10. Phương pháp orbitan phân tử
Phương pháp liên kết hoá trị đã cho lời giải đáp đúng đấn vé các tính chất cơ bản của liên kết cộng hoá trị như tính bão hoà , tính định hướng .
Từ đây , phương pháp đã cung cấp cách mô tả hợp lý cấu trúc và tính chất của một số lớn phân tử . Tuy nhiên cũng có những trường hợp mà nếu chỉ dùng phương pháp này , chúng ta chỉ chấp nhận một cách giải quyết gượng ép , không thoả đáng
. Thí dụ : để giải quyết sự tổn tại của các iôn phân tử như Hy” , Li,” , Naz” (iôn
phân tử Hy” khá bến , có năng lượng liên kết là 269,3 kJ/mol ) người ta đã để ra khái niệm về liên kết một electron . Mat khác , để giải thích sự có mặt của hai e độc thân ở phân tử O, , cũng như: vì sao năng lượng liên kết của phân tử O; ( 483 kJ/mol ) lại nhỏ hơn liên kết của iôn O;ˆ ( 642 kJ/mol ) người ta lại chấp nhận sự
tồn tại của các liên kết ba electron,
+ Nội dung cơ bản của phương pháp orbitan phân tử
SVTH: LÊ THỊ PHƯƠNG THÚY Trang 46