Valence bond (VB) -theorie is een theorie van chemische binding die de chemische stof verklaart hechting tussen twee atomen. Net als de moleculaire orbitale (MO) -theorie, legt het binding uit met behulp van principes van de kwantummechanica. Volgens de valentiebindingstheorie wordt binding veroorzaakt door de overlap van halfgevulde atomen orbitalen. De twee atomen delen elkaars ongepaarde elektron om een gevulde baan te vormen om een hybride baan en met elkaar verbinden. Sigma en pi-obligaties maken deel uit van de valentiebindingstheorie.
Belangrijkste afhaalrestaurants: Valence Bond (VB) Theory
- Valence bond theory of VB theory is een theorie gebaseerd op kwantummechanica die uitlegt hoe chemische binding werkt.
- In de valentiebindingstheorie worden de atoomorbitalen van individuele atomen gecombineerd om chemische bindingen te vormen.
- De andere belangrijke theorie van chemische binding is de moleculaire orbitaaltheorie of MO-theorie.
- Valence bond theory wordt gebruikt om uit te leggen hoe covalente chemische bindingen ontstaan tussen verschillende moleculen.
Theorie
Valentiebindingstheorie voorspelt covalente bindingvorming tussen atomen wanneer ze halfgevulde valentie-atoomorbitalen hebben, die elk een enkel ongepaard elektron bevatten. Deze atoomorbitalen overlappen elkaar, dus elektronen hebben de grootste kans om binnen het bindingsgebied te zijn. Beide atomen delen vervolgens de enkele ongepaarde elektronen om zwak gekoppelde orbitalen te vormen.
De twee atoomorbitalen hoeven niet hetzelfde te zijn als elkaar. Zo kunnen sigma- en pi-bindingen elkaar overlappen. Sigma-bindingen worden gevormd wanneer de twee gedeelde elektronen orbitalen hebben die van kop tot kop overlappen. Daarentegen vormen pi-bindingen wanneer de orbitalen elkaar overlappen, maar evenwijdig aan elkaar zijn.
Sigma-bindingen vormen zich tussen elektronen van twee s-orbitalen omdat de orbitale vorm bolvormig is. Enkele obligaties bevatten één sigma-binding. Dubbele bindingen bevatten een sigma-binding en een pi-binding. Triple obligaties bevatten een sigma-obligatie en twee pi-obligaties. Wanneer er chemische bindingen ontstaan tussen atomen, kunnen de atoomorbitalen hybriden zijn van sigma- en pi-bindingen.
De theorie helpt bij het verklaren van bindingvorming in gevallen waarin a Lewis-structuur kan echt gedrag niet beschrijven. In dit geval kunnen verschillende valentiebindingsstructuren worden gebruikt om een enkele Lewis-strictuur te beschrijven.
Geschiedenis
De Valence-obligatietheorie is gebaseerd op Lewis-structuren. G.N. Lewis stelde deze structuren voor in 1916, gebaseerd op het idee dat twee gedeelde bindingselektronen chemische bindingen vormden. Kwantummechanica werd toegepast om bindingseigenschappen te beschrijven in de Heitler-London-theorie van 1927. Deze theorie beschreef de vorming van chemische bindingen tussen waterstofatomen in het H2-molecuul met behulp van de golfvergelijking van Schrödinger om de golffuncties van de twee waterstofatomen samen te voegen. In 1928 combineerde Linus Pauling Lewis 'idee van pair bonding met de Heitler-London theorie om valentiebindingstheorie voor te stellen. Valence bond theory werd ontwikkeld om resonantie en orbitale hybridisatie te beschrijven. In 1931 publiceerde Pauling een paper over de valentiebindingstheorie, getiteld 'Over de aard van de chemische binding'. De eerste gebruikte computerprogramma's voor het beschrijven van chemische binding gebruikte moleculaire orbitaaltheorie, maar sinds de jaren tachtig zijn principes van valentiebindingstheorie geworden programmeerbaar. Tegenwoordig concurreren de moderne versies van deze theorieën met elkaar in termen van het nauwkeurig beschrijven van echt gedrag.
Toepassingen
De Valence bond-theorie kan vaak verklaren hoe covalente obligaties het formulier. De diatomeeën fluor molecuul, F2, is een voorbeeld. Fluoratomen vormen afzonderlijke covalente bindingen met elkaar. De F-F-binding is het resultaat van overlapping pz orbitalen, die elk één ongepaard elektron bevatten. Een vergelijkbare situatie doet zich voor bij waterstof, H2, maar de verbindingslengten en sterkte verschillen tussen H2 en F2 moleculen. Er vormt zich een covalente binding tussen waterstof en fluor in fluorwaterstofzuur, HF. Deze binding ontstaat door de overlap van waterstof 1s orbitaal en het fluor 2pz orbitaal, die elk een ongepaard elektron hebben. In HF delen zowel de waterstof- als de fluoratomen deze elektronen in een covalente binding.
Bronnen
- Cooper, David L.; Gerratt, Joseph; Raimondi, Mario (1986). 'De elektronische structuur van het benzeenmolecuul.' Natuur. 323 (6090): 699. doi:10.1038 / 323699a0
- Messmer, Richard P.; Schultz, Peter A. (1987). 'De elektronische structuur van het benzeenmolecuul.' Natuur. 329 (6139): 492. doi:10.1038 / 329492a0
- Murrell, J.N.; Kettle, S.F.A.; Tedder, J.M. (1985). De chemische binding (2e ed.). John Wiley & Sons. ISBN 0-471-90759-6.
- Pauling, Linus (1987). 'Elektronische structuur van het benzeenmolecuul.' Natuur. 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.