Nizomiy nomidagi toshkent davlat pedagogika universiteti

X_AB(1,2)=Ф (1,2) σ(1,2)

Elektronlarni gibridlanishi C atomida alohida o`rin tutadi.

C atomi ozroq energiya qa’bul qilib qo`zg`algan 4 valentlik holatga o`tadi. (1s<sup>2</sup>2s2p<sup>3</sup>) uglerodning bitta s- va uchta p- elektronlar ishtirokida hosil qilgan 4ta bog`ning energiyasi bir-hil(bir hil atomlar uchun), burchaklar 109° ga teng.

Uglerodda uch hil gibridlanish bo`ladi:

1. sp³ tipida gibridlanish. Molekula tetraedr shaklida bo`lib, fazoda yotadi. To`lqin funksiyasi quyidagicha ifodalanadi:

Ψgibrid= a·φs+bφp¹+cφp²+dφp³

a,b,c,d - o`zgarmas sonlar bo`lib normallanish shartidan topiladi.

3. 
   sp³ tipida gibridlanish, bunda bitta s va ikkita p-elektrondan 3ta sp² gibrid elektronlari
   

hosil bo`ladi. s,p<sup>2</sup> → 3(sp<sup>2</sup>) valent bog`lar o`rtasidagi burchak 120° molekula tekisligida yotadi. Gibrid elektronning to`lqin funksiyasi

Ψgibrid= a·φs+bφpx+cφpy

Gibridlanishning bu tipida C bitta π-bog` hosil qiladi.

M-n: etilen va unung gomologlari, trimetilbor (B(CH3)3), borkislotasi B(OH)3

bunday molekulalar tekislikda yotadi

3. sp tipdagi gibridlanish. Bunda bitta s va bitta p elektrondan 2ta sp gibrid elektronlar hosil bo`ladi. s,p → 2(sp)

Balent bog`lar orasidagi burchak 180° ga teng.Molekula chiziqli tuzilishga ega. sp tipdagi gibridlanishni beriliy, ruh, kadmiy, simob kabi elementlarning galogenli birikmalarida hosil bo`ladi. Uglerod birikmalaridan asetilen misol bo`ladi.

Π- bog`larning hosil bo`lishining gibridlanishga ta`siri.

Molekulaning stuktura formulasi yozilganda atomlar orasidagi kovalent bog`larni chiziqlar orqali ko`rsatiladi. ≡C- C = C= kovalent bog`lar ikki hil bo`ladi;

1. σ- bog`lar 2. π-bog`lar

σ- bog`ni hosil qilayotgan elektronlarning buluti atom yadrolarini bog`lovchi chiziqqa nisbatan simmetrik joylashgan bo`ladi. C↔C

π-bog`larni elektron bulutlari atom yadrolarini bog`lovchi chiziqning qarama-qarshi ikki tomonida bir-birini qoplashi natijasida hosil bo`ladi.



π-bog`ni hosil qilish uchun , albatta p elektronlar qatnashishi kerak. Atomdagi p-elektronlarning bir qismini π- bog`iga sarf bo`lishi natijasida gibridlanishda qatnashadigan p-elektronlarning soni kamayadi, natijada gibridlanish tipi o`zgaradi. M-n: bog` birlamchi bo`lganda ugleod atomlarining valent burchaklari 109° ni tashkil qiladi. Qo`sh bog` bo`lganda, uglerodning to`rttala elektronidan (sp³) bitta p-elektroni π- bog`ni sarf qilishga sarflanadi. Qolgan sp<sup>2</sup> elektronlar 3(sp<sup>2</sup>)tipida gibridlanishga uchraydi, shuning uchun uglerodning qo`sh bog`li birikmalarida uglerod doimo sp<sup>2</sup> tipida gibridlangan bo`lib, bunday molekula tekislikda yotadi. Valent burchaklari 120° ga teng. M-n: etilen molekulasi

demak, π-bog`ning hosil bo`lishi gibridlanishda ma`lum o`rin tutadi, yani

π-bog`larning hosil bo`lishi natijasida, gibridlanishda qatnashayotgan

p-elektronlarning soni kamayib molekulaning struktura tuzilishi o`zgarar ekan.

21. Molekulyar orbitallar metodi.

Valent bog`lar metodi juda ko`p hollarda muvaffaqiyat bilan tadbiq qilinsada, ba`zi molekulalarda ximiyaviy bog`ni hosil bo`lishini to`liq tushuntirib bera olmaydi. Eksperimental tekshirishlar shuni ko`rsatadiki, ba`zan molekulalarda ximiyaviy bog` ayrim, yakka elektronlar ishtirokida ham hosil bo`lar ekan. Masalan, H₂⁺, NO, NO₂ va shunga o`xshash ko`pchilik molekulalarda ximiyaviy bog`ni hosil bo`lishida juftlashmagan elektronlar ishtirok etadi. Valent bog`lar metodi nuqtai nazardan bunday molekulalarda ximiyaviy bog` hosil bo`layotganda yakkayu-yagona elektronning qanday rolni bajarishini tushuntirib bo`lmaydi.

Shu sababdan kimyoviy bog`ni hosil bo`lishini tushuntirish uchun yangi metod – molekulyar orbitallar metodi kash etildi. Bu metod Malikken, Gund, Gariberg va Xyukkel degan olimlar tomonidan yaratilgan. Bu metod yadrolardan iborat ko`p markazli sistemaga elektronning birin-ketin kelib, molekulyar orbitallar deb ataluvchi va molekula uchun umumiy bo`lgan energetik pog`onalarda joylashishiga asoslangan. Demak, molekulyar orbitallar metodiga binoan, molekula hosil bo`layotganda elektronlar atom orbitallardan molekulyar orbitalga o`tadi. Bu vaqtda ular energiyasining yoki kamayishi yoki ortishi ro`y berishi mumkin.

Atom orbitaldan (AO) farq qilib molekulyar orbital (MO) ko`p markazli simmetriyaga egadir. Chunki atomning yadrosida protonlar qanchalik ko`p bo`lmasin ular bir markazda joylashganlar. Shuning uchun atom markaziy simmetriyaga ega, ya`ni atomdagi elektronlar yagona markaz atrofida joylashgan.

Eng oddiy molekula – vodorod molekulasini olsak bu yerda 2ta yadro bor. Boshqa molekulalarga o`tganda yadrolarning soni yanada ko`payadi. Molekuladagi har bir elektron shu yadrolarning hammasi bilan ta`sirlashishi natijasida ko`p markazli simmetriyaga ega bo`ladi.

Ma`lumki atom orbitallar lotin harflari bilan belgilanadi: s, p, d, f… . ulardan farq qilib shu orbitallardan hosil bo`lgan molekulyar orbitallarni grek harflari bilan belgilanadi: δ, λ, σ, φ… .

MO – elektronlarning molekuladagi harakatini ifodalovchi to`lqin funksiyasidir. U atom orbitallarning chiziqli kombinatsiyasi sifatida tuziladi. Bunda N ta AO dan N ta MO hosil bo`ladi.

Elektronlarning MO da taqsimlanishi quyidagi qoidalar asosida bo`ladi:

1. 
   Energiyaning miqdori eng kam bolishi kerak.
   
2. 
   Pauli prinsipiga rioya qilinishi kerak.
   
3. 
   Gund qoidasiga rioya qilishi kerak, ya`ni ayni orbitallarda elektronlar oldiniga bittadan joylashadilar.
   

AO dan MO ni hosil bo`lishini matematik yo`l bilan quyidagicha ifoda etish mumkin.

Molekula hosil qilayotgan A va B atomlarning to`lqin funksiyalari φ<sub>1</sub> va φ<sub>2</sub> bo`lsa, ularning chiziqli kombinatsiyasi molekulyar orbitalni ψ ni hosil qiladi:

ψ = C₁ φ₁ + C₂ φ₂

C₁ va C₂ lar atom orbitallarni molekulyar orbitallarga qo`shgan hissasini ko`rsatuvchi koeffisientlar. Biz ᴪ-funksiyasiga mos keluvchi MO ning energiyasini – E ni topishimiz kerak. Energiyani Predinger tenglamasidan topamiz

Hψ = E * ψ

H – Gamilton operatori tenglamani ψ * dr ga ko`paytirib, so`ngra integrallab E ni topamiz: ∫ψ Hψ * dr = E∫ψ² * dr

E = _

Tenglamadagi ψ ni o`rniga uning qiymatini olib kelib qo`ysak

E = _ =

_
Tenglamaga quyidagi belgilarni kiritsak:

_ S₁₁ = 1 - normallanuvchan funksiya

_ S₂₂ = 1 - normallanuvchan funksiya

_ = S₁₂ = 0,2 – 0,4 - qoplash integrali

_ = H₁₁ - quloq integrali

_ = H₁₂ - almashinish integrali

_ = H₂₁ - almashinish integrali

Odatda H₁₂ = H₂₁ va S₁₂ = S₂₁

Shu belgilarni tenglamaga qo`ysak:

E = _

E ni formula asosida hozircha topib bo`lmaydi, chunki C<sub>1</sub> va C<sub>2</sub> koeffitsentlar aniqlangan emas. C<sub>1</sub> va C<sub>2</sub> larni toppish uchun variatsion metoddan foydalanamiz. Bu metod bo`yicha C₁ va C₂ larning qiymati shunday bo`lishi kerakki, uni qo`ygan vaqtdagi to`lqin funksiyasi energiyaning eng minimal qiymatiga to`g`ri kelsin. Energiya C<sub>1</sub> va C<sub>2</sub> larga bog`liq bo`lgan funksiya bo`lgani uchun yuqoridagi shart shu funksiyaning (energiyaning) bir – biriga bog`liq bo`lgan o`zgaruvchilar (C<sub>1</sub> va C<sub>2</sub>) bo`yicha olingan hususiy xosilalari nolga teng bo`lganda bajariladi.

_{ }

Ifoda asosida oldin _ ni o`zgarmas deb E ni <sub></sub> bo`yicha differensiyallaymiz:

_{ } + _{  } + _{ } = 0 yoki

(H₁₁ - ES₁₁)C₁ + (H₁₂ - ES₁₂)C₂ = 0

Endi E ni C₂ bo`yicha differensiallasak

_{ } + _{  } + _{ } * E= 0

H₁₂ = H₂₁ va S₁₂ = S₂₁ ni e`tiborga olsak, u holda

(H₂₁ - ES₂₁)*C₁ + (H₂₂ - ES₂₂)C₂ = 0

Demak, bizga kerak bo`lgan C₁ va C₂ larni topish uchun quyidagi tenglamalar sistemasini yechishimiz kerak

Ni asriy tenglama deb ataladi. Bunday nomlanishga sabab bunday tenglamalar planetalar harakatini ifoda etishda ishlatiladi. Shunday bir turdagi chiziqli tenglamalarni yechish sharti, tenglamadagi noma`lum sonlarning koeffitsientlaridan tuzilgan detersinantning nolga teng

_

Bu detersinantning yechimi quyidagicha:

<sub>

</sub>

H₁₂ = H₂₁ va S₁₂ = S₂₁ bo`lgani uchun

_

Bir xil atomlar uchun quyidagicha yozish mumkin

Bu kvadrat tenglamani 2ta ildizi bor, ya`ni ikki xil yechimi bor:

1. 
   _ bunda E_a=_
   

2. 
   _ bunda E_a=_
   

Absolyut qiymat jihatdan E_{a } E_s

C₁ va C₂ ni koeffitsientlarini qiymatini topsak

C₁ = _ C₂
Demak, energiyasi bir- biriga teng bo`lgan ikkita atom orbitaldan energiyasi E<sub>a</sub> va E<sub>s</sub> bo`lgan ikkita molekulyar orbital hosil bo`ldi. Uni sxematik tarzda quyidagicha ifodalash mumkin:

Shredinger tenglamasining ikki xil yechimini, ya`ni ikkita molekulyar orbitalni olamiz:

ψ₁ = C_s ( φ₁ + φ₂) bu C₁ = C₂ = C_s hol uchun

ψ₂ = C_A ( φ₁ + φ₂) bu esa C₁ = - C₂ = C_A hol uchun va tenglamadagi C_s va C_A koeffitsientlarning son qiymatini aniqlash uchun normallash shartidan foydalanamiz:

∫_

Shu formulaga Ψ₁ ning qiymatini qo`ysak

∫<sub>

</sub> lar normallanuvchan funksiyalar bo`lganligi uchun

_ = 1 va _ = 1 bo`ladi

_ = S – qoplash integrali. Shu o`zgarishlarni kiritganimizdan keyin quyidagicha yechishimiz mumkin

_

Bundan

_
Xuddi shu yo`l bilan tenglamadagi C_A uchun

_ ifoda olamiz.

Ko`pincha S I ga nisbatan juda kichik qiymatga ega bo`lganligi uchun uni S = 0 deb hisoblanadi, unda

_{ }

Ikkita molekulyar orbitalni olamiz.

1. 
   Energiyasi E_S bo`lgan ψ_S orbital
   

_ (_

2. 
   Energiyasi E_A bo`lgan ψ_A orbital
   

_ (_

To`lqin funksiyasi ψ<sub>S</sub> bo`lgan molekulyar orbital energiyasi minimum bo`lgan asosiy holatga to`g`ri keladi. Ψ<sub>A</sub> esa energiyasi yuqori bo`lgan holatga to`g`ri keladi.

ψ_S ni bog`lovchi molekulyar orbital deb ataladi. ψ<sub>S</sub> ga mos kelgan energiya alohida olingan atom orbitallarning energiyasidan kichik bo`ladi.

ψ_A ni esa bo`shashtiruvchi molekulyar orbital deb ataladi.

ψ_A ga mos kelgan energiya alohida olingan atom orbitallarning energiyasidan katta bo`ladi, ya`ni sistema qarorsiz holatga o`tadi.

ADABIYOTLAR RO`YXATI.
1.A.A.Yulchibiyev., T.Latipov “Kvant kimyodan o`quv qo`llanma”. Toshkent-1981 y.

2. Kaрапетянс M.X., Дракин С.И., Строение вещества. M: Висщая школа, 1970 г.

3. Tерешин Г.С. Xимическая связи строения вещества. M.: Просвешения, 1980 г.

4. Axmetova N.S., Obshaya neorganicheskaya ximiya. M.: Visshaya shkola, 1988 г.

5. Axmadjonov O.I. "Fizika kursi, optika, atom va yadro fizikasi". Toshkent."O`qituvchi", 1989.

6. Qoshimov Q.Q., Rasulov R.Ya., Yuldashev N.X. "Kvant mexanikasi asoslari". Toshkent - "O`qituvchi", 1995.

7. Кондаков.В.А. “Строения и свойства вешества”. М. 1970.

8. Kристи Р. Пидти А. “Строене вешества”. М.Наука 1969.

9. S.X.Astanov, U.N.Islomov, N.N.Dalmuradova “Kvant mexanikasi va atom fizikasi” ma`ruzalar matni. Buxoro-2006.

10. www.tdu.uz

11. www.chemistry.ru

12. www.labchem.ru