ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Ковалентная связь из "Основы материаловедения и технологии полупроводников " Химическая связь между атомами, осуществляемая обобществленными электронами, называется ковалентной. Эта связь обусловлена силами квантовомеханического происхождения — обменным взаимодействием. [c.24] На рис. 2.6 приведены плотность вероятности нахождения электрона на индивидуальных атомных орбиталях V / и / в и на молекулярных орбиталях Фб и Фа (с учетом спиновой части волновой функции электрона). Функция Фб соответствует электронам с антипараллельно направленными спинами, а Фа — с параллельно направленными спинами. Из рисунка видно, что электрон с волновой функцией Ф имеет более высокую вероятность нахождения между ядрами, чем электрон с волновой функцией Фа. Увеличение электронной плотности между двумя положительно заряженными ядрами сопровождается значительным выигрышем энергии по сравнению с невзаимодействующими атомами водорода, что и является причиной образования химической связи в молекуле. Образование химической связи в молекуле водорода иллюстрирует формирование гомеополярной ковалентной связи. [c.26] В молекулах, образованных из одинаковых атомов, различают два типа МО, формы которых можно представить исходя из форм исходных атомных орбиталей это молекулярные орбитали а- и тг типов. а-МО возникает при перекрытии атомных орбиталей вдоль оси, соединяющей ядра взаимодействующих атомов. Например, в молекуле Нг мы имеем дело с (7-МО (связывающей и разрыхляющей), образующимися при перекрытии -орбиталей каждого из двух атомов (рис. 2.7,а,б). Если при образовании МО необходимо комбинировать р-орбитали, то при этом могут образовываться а-МО и тт-МО. Например, примем ось, проходящую через два ядра, за ось г. Если при взаимодействии атомов перекрываются рг-орбитали соседних атомов, то могут образовываться связывающая и разрыхляющая а-МО (рис. 2.7,в,г). При комбинации рг-орбитали одного атома и -орбитали другого также образуется а-МО. С образованием (7-МО могут комбинировать 5-, р- и -АО, если они ориентированы вдоль оси связи. [c.26] Однако Рх- и р -орбитали уже не могут образовывать а-МО. При комбинировании они образуют тг-орбитали. тг-орбиталь — это такой тип МО, центроузловая линия которой совпадает с молекулярной осью. При взаимодействии двух р-орбиталей, расположенных перпендикулярно оси, содержащей ядра атомов, возникают две области перекрытия. Соответственно тт-МО не обладает цилиндрической симметрией относительно оси, но имеет равное распределение электронной плотности по обе стороны от плоскости, проходящей через эту ось (рис. 2.7,д,е). тт-МО также могут образовываться при перекрытии р- и -орбиталей или двух -орбиталей. [c.28] Нетрудно догадаться, что гомеополярная ковалентная связь тем прочнее, чем сильнее перекрываются орбитали. При этом связывающие электроны больще концентрируются между ядрами, уменьшается взаимное отталкивание ядер и возрастают силы притяжения между электронами и ядрами. Степень перекрытия атомных орбиталей характеризуется интегралом перекрытия S = f . Он может иметь положительное, отрицательное и нулевое значение. Если 5 О, то ядра отталкиваются, при 5 = 0 взаимодействия нет, а при 5 О между ядрами образуется связь (рис. 2.8). [c.28] Вернемся к рис. 2.6. На нем изображена типичная диаграмма уровней энергий, показывающая энергии МО, образованные двумя одинаковыми атомами, каждый из которых для образования связи предоставляет одну орбиталь. При этом электронная плотность в молекуле симметрично распределена относительно обоих ядер. [c.28] Вернуться к основной статье