223
Në formimin e çifteve elektronike me të cilat realizohet lidhja kovalente marrin pjesë elektrone të paçiftëzuara
(tek) nga të dy atomet. Që të tregojmë se rreth atomit të oksigjenit ka oktet, ndërsa rreth secilit
prej dy atomeve
të hidrogjenit – dublet të elektroneve, mund të shkruajmë edhe kështu
:
Sipas rregullit, rrathët nuk shkruhen.
Të shkruara në mënyrë të ngjashme sikur më lartë (pa rrathë), formulat e molekulave të oksigjenit, dioksidit të
karbonit dhe të azotit do të dukeshin kështu:
O : : O
O : : C : : O
: N : : : N :
Gjatë shënimit të formulave të këtilla, të Luisit, nënkuptohet se lidhjet midis atomeve janë realizuar me anë të
çifteve elektronike që janë të shkruara midis simboleve të atomeve të cilat midis tyre janë të lidhura. Kështu, dy
pika të shënuara midis simboleve të elementeve kanë kuptimin e njëjtë sikur vija në formulat kimike strukturore
të rëndomta. Formulat e Luisit nuk mund të shkruhen gjithnjë nëse dëshirohet të ruhet ideja themelore e modelit–
rreth secilit atom të kenë oktet të elektroneve, ndërsa te hidrogjeni, vetëm dublet, dy pika të tregojnë
lidhje
njëfishore, dy herë nga dy pika tregojnë lidhje dyfishore etj...
Por, pa marrë parasysh përjashtimet, kjo mënyrë e shënimit të tyre është e thjeshtë dhe ka qenë gjërësisht e
përdorur.
Mirëpo, nuk duhet të harrohet se
Shënimi i elektroneve me pika është vetëm mënyrë e përshtatshme e shënimit dhe nuk duhet të mirret
shumë realisht: elektrone në hapësirë nuk janë të shpërndara ashtu siç mund të përfundohet nga
formulat e Luisit.
Mbimbulimi i orbitaleve atomike
Model më i mirë mund të fitohet nëse supozohet se çiftet elektronike me ndihmën e të cilave realizohet lidhja
kimike janë rezultat i mbimbulimit të orbitaleve atomike të cilave paraprakisht ato u kanë takuar. Pas
mbimbulimit të orbitaleve atomike formohen orbitalet molekulare.
Sikur edhe në modelin e Luisit, gjatë formimit të këtij lloji të
lidhjes së orbitaleve që mbimbulohen nuk janë të plotësuara, por
përmbajnë vetëm nga një elektron, ashtu që mbimbulimi sjell
deri te
formimi i çiftit elektronik
*
. Si shembull, në fig. 7.13 është
dhënë përshkrim skematik i formimit të molekulës së hidrogjenit
prej dy atomeve të hidrogjenit prej të cilave secili përmban nga
një elektron në orbitalen 1
s.
Pjesa më e errët e prerë në pjesën e djathtë të vizatimit (ai midis
dy bërthamave) tregon se këtu besueshmëria e gjetjes së
elektroneve është më e madhe se në mbetjen e hapësirës në afërsi të dy bërthamave.
* Ka edhe raste kur një çift elektronik mund ti takojë edhe më tepër se dy bërthamave. Nga ana tjetër, është e mundshme (për shembull, gjatë
formimit të ashtuquajturave komponime komplekse) lidhja kovalente të formohet me pjesëmarrjen e çiftit elektronik të plotë nga njëri atom
dhe orbitalja e zbraztë e atomit tjetër.
H H
H
2
Fig. 7.13. Formimi i molekulës së hidrogjenit
(skematikisht)
224
Lidhjet sigma dhe pi
Lidhja që është formuar me mbimbulimin e dy orbitaleve
s (sikur në rastin e shqyrtuar më lartë te hidrogjeni)
quhet lidhje
(lexohet - lidhja sigma)
.
Lidhjet sigma mund të formohen edhe me mbimbulimin e një orbitale
s
dhe një orbitale
p ose me të ashtuquajturin mbimbulimin e dy orbitaleve
p (fig. 7.14).
Ekzistojnë edhe mënyra tjera në të cilat mund të formohen lidhjet .
Dy orbitale
p mund të mbimbulohen edhe në mënyrën që është treguar në fig.
7.15. Ky është mbimbulimi anësorë. Lidhjet që formohen në këtë mënyrë
mbajnë emrin lidhje
*
.
Edhe për formimin e lidhjeve ka edhe mundësi tjera, në mënyrë të
ngjashme formohen edhe lloje tjera të lidhjeve (për shembull,
lidhjet delta).
Dhe kështu,
Në pajtueshmëri me modelin e paraqitur, mund të konsiderohet se lidhjet kimike janë rezultat i
mbimbulimit të orbitaleve atomike të atyre atomeve që lidhen; në varësi nga lloji i orbitaleve që
mbimbulohen dhe nga mënyra në të cilën kryhet mbimbulimi, mund të formohen lidhjet
ose
.
*Lexohet lidhje –
pi. Shkronja greke korrespondon, kuptohet, me shkronjën latine p.
Fig. 7.
14. Formimi i lidhjes sigma me pjesëmarrjen e orbitaleve
p
Fig. 7.15. Formimi i lidhjes
me
mbimbulimin anësorë të orbitaleve
p
225
Vërtetimi i modelit
Metodat për studimin e strukturës së molekulave kanë treguar se
shpërndarja e atomeve në suaza të molekulave është e tillë që mund të
konsiderohet se edhe lidhjet në ato molekula janë të
orientuara në
hapësirë. Metodat eksperimentale mundësojnë të përcaktohen edhe
këndet midis lidhjeve.
Sipas asaj, ekziston mënyrë që së paku në një aspekt të vërtetohet
rregullshmëria e modelit sipas të cilit lidhjet kimike janë rezultat i
mbimbulimit të orbitaleve. Disa shembuj të thjeshta tregojnë për atë se
ekzistojnë probleme.
Kështu uji, do të duhej të formohet me mbimbulimin e orbitaleve
s të dy
atomeve të hidrogjenit dhe prej nga një gjysme të “tetësheve
hapësinore” ndërsa dy nga orbitalet
p të atomit të oksigjenit (ato që
përmbajnë elektrone të paçiftëzuara), ashtu siç është treguar në fig.
7.16*. Për shkak të shpërndarjes së orbitaleve
p, do të pritej se dy lidhjet
O–H do të gjenden nën këndin prej 90
. Mirëpo,
vlera eksperimentale
për këtë kënd është rreth 105
.
Shembuj të ngjashëm, ku këndi midis lidhjeve nuk e ka vlerën e pritur,
ka mjaftë.
I tillë është, të themi, rasti i metanit, CH
4
ku problemet janë edhe më serioze. Me fjalë të tjera te ky komponim
katër lidhjet C–H midis tyre janë të barabarta dhe të orientuara kah majat e oktaedrit, ashtu që këndi midis tyre
do duhej të ishte rreth 109
. Mirëpo, siç pamë, në
gjendjen e tij stabile, karboni ka konfiguracion elektronik
1
s
2
2
s
2
2
p
2
. Dy elektronet e paçiftëzuara ato që gjenden në orbitalet
p gjysmë të plotësuara) do të mund të marrin
pjesë në formimin e vetëm dy lidhjeve , e jo të katër, sa ka në realitet te metani. Përpos kësaj, këtu është edhe
problemi me vlerat e këndeve: dy lidhjet do të duhej të mbyllin këndin prej 90
.
Domethënë,
Krahasimi i fakteve eksperimentale me pasojat e pritura të modelit të pranuar tregon se ekzistojnë
mospërputhje që nuk mund të sqarohen me ndihmën e atij modeli të thjeshtë.
* Për shkak të shikueshmërisë më të madhe, janë treguar vetëm dy nga tri orbitalet
p të oksigjenit. Përndryshe, si edhe më herët, vijat e drejta
me shigjeta paraqesin boshtet koordinative dhe nuk janë pjesë të orbitaleve atomike.
Fig. 7.16. Dy orbitale
p të një atomi
të oksigjenit
dhe dy orbitale s të
atomit të hidrogjenit do të ishin
mbimbuluar kështu (këndi midis
lidhjeve O–H do të ishte 90
)