Kovalent va ion bogʻlanish
Yüklə 102,95 Kb.
|
| Asosiy maqola: Lattice energy
Tosh tuzi panjarasida har bir natriy ioni (binafsha rangli shar) sakkizta eng yaqin qoʻshni xlorid ionlari (yashil sharlar) bilan elektrostatik taʼsirga ega. Qattiq holatda ionli birikmalar panjara tuzilmalarini hosil qiladi. Panjara shaklini aniqlashda ikkita asosiy omil — ionlarning nisbiy zaryadlari va ularning nisbiy oʻlchamlari. Baʼzi tuzilmalar bir qator birikmalar tomonidan qabul qilinadi; Masalan, tosh tuzi natriy xloridning tuzilishi koʻplab gidroksidi galogenidlar va magniy oksidi kabi ikkilik oksidlar tomonidan ham qabul qilinadi. Pauling qoidalari ion kristallarining kristall tuzilmalarini bashorat qilish va ratsionalizatsiya qilish uchun koʻrsatmalar beradi. Bogʻlanishning mustahkamligi[tahrir | manbasini tahrirlash] Qattiq kristalli ionli birikma uchun gazsimon ionlardan qattiq moddani hosil qilishdagi entalpiya oʻzgarishi panjara energiyasi deb ataladi. Panjara energiyasining eksperimental qiymati Born-Haber sikli yordamida aniqlanishi mumkin. Bundan tashqari, Born-Landé tenglamasidan foydalanib, kationlar va anionlar oʻrtasidagi oʻzaro taʼsirlarni yigʻish orqali hisoblangan elektrostatik potentsial energiyaning yigʻindisi va qisqa masofali itaruvchi potentsial energiya termini sifatida hisoblash (prognoz qilish) mumkin. Elektrostatik potentsial kristallning geometriyasini hisobga oladigan interion ajralish va doimiy (Madelung doimiysi) bilan ifodalanishi mumkin. Yadrodan qanchalik uzoq boʻlsa, qalqon shunchalik zaif boʻladi. Born-Landé tenglamasi, masalan, natriy xloridning panjara energiyasiga mos ravishda mos keladi, bu erda hisoblangan (bashorat qilingan) qiymat −756 ga teng. kJ/mol, bu −787 ga teng Born-Haber siklidan foydalangan holda kJ/mol.[2] Suvli eritmada bogʻlanish kuchini Bjerrum yoki Fuoss tenglamalari orqali ionlarning tabiatiga bogʻliq boʻlmagan holda, qutblanish yoki kattalik kabi tavsiflash mumkin Tuz koʻpriklarining mustahkamligi koʻpincha katyonik va anion joylarni oʻz ichiga olgan molekulalar oʻrtasidagi muvozanat, koʻpincha eritmada. Suvdagi muvozanat konstantalari har bir tuz koʻprigi uchun qoʻshimchalarsiz energiya hissalarini koʻrsatadi. Murakkab molekulalarda ham vodorod aloqalarini aniqlashning yana bir usuli bu kristallografiya, baʼzan esa NMR-spektroskopiyadir. Polarizatsiya quvvat effektlari[tahrir | manbasini tahrirlash] Sof ionli birikmalarning kristall panjaralaridagi ionlar sharsimon; ammo, agar musbat ion kichik va/yoki yuqori zaryadlangan boʻlsa, u manfiy ionning elektron bulutini buzadi, bu taʼsir Fajans qoidalarida umumlashtirilgan. Salbiy ionning bu qutblanishi ikki yadro oʻrtasida qoʻshimcha zaryad zichligining toʻplanishiga, yaʼni qisman kovalentlikka olib keladi. Kattaroq manfiy ionlar osonroq qutblanadi, lekin taʼsir odatda zaryadlari 3+ boʻlgan musbat ionlar (masalan, Al 3+) ishtirok etgandagina muhim boʻladi. Biroq, 2+ ion (Be 2+) yoki hatto 1+ (Li +) baʼzi qutblanish kuchini koʻrsating, chunki ularning oʻlchamlari juda kichik (masalan, LiI ionli, ammo kovalent bogʻlanish mavjud). Eʼtibor bering, bu elektr maydonining qoʻllanilishi tufayli panjaradagi ionlarning siljishiga ishora qiluvchi ion polarizatsiya effekti emas. Kovalent bogʻlanish bilan solishtirish[tahrir | manbasini tahrirlash] Ion bogʻlanishda atomlar qarama-qarshi zaryadlangan ionlarning tortilishi bilan bogʻlanadi, kovalent bogʻlanishda esa atomlar barqaror elektron konfiguratsiyasiga erishish uchun elektronlarni almashish orqali bogʻlanadi. Kovalent bogʻlanishda har bir atom atrofidagi molekulyar geometriya valentlik qobigʻining elektron juft repulsiyasi VSEPR qoidalari bilan belgilanadi, ionli materiallarda esa geometriya maksimal qadoqlash qoidalariga amal qiladi. Aytish mumkinki, kovalent bogʻlanish koʻproq yoʻnaltirilgan, yaʼni optimal bogʻlanish burchaklariga yopishmaslik uchun energiya jazosi katta, ion bogʻlanish esa bunday jazoga ega emas. Bir-birini qaytarish uchun umumiy elektron juftlari yoʻq, ionlar iloji boricha samarali tarzda toʻplanishi kerak. Bu koʻpincha ancha yuqori muvofiqlashtirish raqamlariga olib keladi. NaCl da har bir ion 6 ta bogʻga ega va barcha bogʻlanish burchaklari 90 ° dir. CsCl da koordinatsion raqam 8 ga teng. Taqqoslash uchun uglerod odatda maksimal toʻrtta aloqaga ega. Sof ionli bogʻlanish mavjud boʻlishi mumkin emas, chunki bogʻlanishda ishtirok etuvchi ob’ektlarning yaqinligi ular oʻrtasida maʼlum darajada elektron zichligini taqsimlash imkonini beradi. Shuning uchun barcha ionli bogʻlanishlar qandaydir kovalent xususiyatga ega. Shunday qilib, ion xarakteri kovalent xarakterdan katta boʻlsa, bogʻlanish ion hisoblanadi. Bogʻlanishda ishtirok etuvchi ikki turdagi atomlar orasidagi elektronegativlikdagi farq qanchalik katta boʻlsa, u shunchalik ionli (qutbli) boʻladi. Qisman ion va qisman kovalent xarakterga ega boʻlgan bogʻlanishlar qutbli kovalent bogʻlanishlar deyiladi. Masalan, Na-Cl va Mg-O oʻzaro taʼsiri bir necha foiz kovalentlikka ega, Si-O aloqalari odatda ~50% ion va ~50% kovalentdir. Pauling 1,7 (Pauling shkalasi boʻyicha) elektromanfiylik farqi 50% ion xarakteriga toʻgʻri keladi, deb hisobladi, shuning uchun 1,7 dan katta farq asosan ionli boʻlgan bogʻlanishga toʻgʻri keladi.[3] Kovalent bogʻlanishlardagi ion xarakterini toʻgʻridan-toʻgʻri toʻrt qutbli yadrolarga ega boʻlgan atomlar uchun oʻlchash mumkin (2H, 14N, 81,79Br, 35,37Cl yoki 127I). Ushbu yadrolar odatda NQR yadroviy toʻrt kutupli rezonans va NMR yadro magnit aks sadolarini oʻrganish ob’ektlari hisoblanadi. Yadro quadrupol momentlari Q va elektr maydon gradientlari (EFG) oʻrtasidagi oʻzaro taʼsir yadro toʻrt kutupli ulanish konstantalari orqali tavsiflanadi. QCC =e2qzzQ/h buerda eq zz termini EFG tenzorining bosh komponentiga mos keladi va e elementar zaryaddir. Oʻz navbatida, elektr maydon gradienti QCC qiymatlari NMR yoki NQR usullari bilan aniq aniqlanganda molekulalardagi bogʻlanish rejimlarini tavsiflashga yoʻl ochadi. Umuman olganda, ionli bogʻlanish qattiq (yoki suyuq) holatda sodir boʻlganda, ikkita alohida atom oʻrtasidagi yagona „ionli bogʻlanish“ haqida gapirish mumkin emas, chunki panjarani bir-biriga bogʻlab turuvchi qoʻzgʻalish kuchlari koʻproq kollektiv xarakterga ega. Bu kovalent bogʻlanish holatida juda farq qiladi, bu erda biz koʻpincha ikkita alohida atom oʻrtasida joylashgan aniq bogʻlanish haqida gapirishimiz mumkin. Biroq, ionli bogʻlanish baʼzi bir kovalentlik bilan birlashtirilgan boʻlsa ham, natijada mahalliylashtirilgan xarakterdagi diskret bogʻlanishlar boʻlishi shart emas. Bunday hollarda, hosil boʻlgan bogʻlanish koʻpincha butun kristallni qamrab olgan ulkan molekulyar orbitallardan tashkil topgan tarmoqli tuzilishi nuqtai nazaridan tavsifni talab qiladi. Shunday qilib, qattiq jismdagi bogʻlanish koʻpincha mahalliylashtirilgan emas, balki kollektiv tabiatini saqlab qoladi. Elektromanfiylikdagi farq kamayganida, bogʻlanish yarimoʻtkazgich, yarim metall yoki oxir-oqibat metall bogʻlangan metall oʻtkazgichga olib kelishi mumkin. Yana qarang[tahrir | manbasini tahrirlash] Kulon qonuni[sayt ishlamaydi] Tuz koʻprigi (oqsil va supramolekulyar)[sayt ishlamaydi] Ion potentsiali Atom orbitallarining chiziqli birikmasi Gibridlanish Kimyoviy qutblanish Ioliomika Elektron konfiguratsiyasi Aufbau printsipi Kvant raqamlari Azimutal kvant soni Bosh kvant soni Magnit kvant soni Spin kvant soni Havolalar Yüklə 102,95 Kb. Dostları ilə paylaş:
|