Квант ва и классик механика методлари

П онятие о пространственном строении молекул. Атомные кристаллы
Насыщаемость и направленность ковалентной связи
(по материалам сайта http://onx.distant.ru/posobie-1/chemistry/part_5.htm) 
Важнейшими свойствами ковалентной связи является ее насыщаемость и направленность. Насыщаемость можно определить как способность атомов образовывать ограниченное число ковалентных связей. Так атом углерода может образовывать только четыре ковалентных связи, а атом кислорода – две. Максимальное число обычных ковалентных связей, которые может образовывать атом (без учета связей, образованных по донорно-акцепторному механизму) равно числу неспаренных электронов.
Ковалентные связи имеют пространственную направленность, поскольку перекрывание орбиталей при образовании одинарной связи происходит по линии, связывающей ядра атомов. Пространственное расположение электронных орбиталей молекулы обуславливают ее геометрию. Углы между химическими связями называют валентными углами.
Насыщаемость и направленность ковалентной связи отличает эту связь от ионной, которая в отличие от ковалентной связи является ненасыщенной и ненаправленной.
Пространственное строение молекул Н₂O и NH₃
Направленность ковалентной связи рассмотрим на примере молекул Н₂O и NH₃.
Молекула H₂O образуется из атома кислорода и двух атомов водорода.
Атом кислорода имеет два неспаренных p-электрона, которые занимают две орбитали, расположенные под прямым углом друг к другу.
Атомы водорода имеют неспаренные 1s-электроны.
Угол между связями, образованными р-электронами, должен быть близок к углу между орбиталями р-электронов. Экспериментально, однако, найдено, что угол между связями О–Н в молекуле воды равен 104,50.
Увеличение угла по сравнению с углом 90^o можно объяснить силами отталкивания, которые действует между атомами водорода.
Таким образом, молекула Н₂О имеет угловую форму.
В образовании молекулы NH₃ участвуют три неспаренных p-электрона атома азота, орбитали которых расположены в трех взаимно перпендикулярных направлениях.
Следовательно, три связи N–H должны располагаться под углами друг к другу, близкими к 90°.
Экспериментальное значение угла между связями в молекуле NH₃ равно 107,3°.
Отличие значения углов между связями от теоретических обусловлено, как и в случае молекулы воды, взаимным отталкиванием атомов водорода. Кроме того, представленные схемы не учитывают возможность участия двух электронов на орбиталях 2s в образовании химических связей.