Moddalardagi kimyoviy bog’lanishlarning turlari

KOVALENT BOGLANISH.
Ion bog’lanish organik va ko’pchilik anorganik birikmalarda, masalan,
N₂, N₂, O₂, F₂, CI₂ kabi faqat bir xil atomlardan tuzilgan qutbsiz molekulalardan kimyoviy bog’lanishning hosil bo’lish va uning mavjudlik sababini izohlab bera olmaydi. Bu birikmalar bir qancha xossalari bilan ionli birikmalardan farq qiladi: elektr oqimini o’tkazmaydi, suyuqlanish va qaynash haroratlari past bo’ladi. Bularning ko’pchiligi gazlar va oson bug’lanadigan suyuqliklardir. Bunday birikmalarda atomlar o’zaro kovalent bog’lanish hosil qilib birikkan.
1916 yilda amerka kimyogari G.N.Lyuis tomonidan yaratilgan kovalent bog’lanish nazariyasi asosida «sirtqi qavati sakkiz (yoki ikki) elektrondan iborat atom barqaror» degan tushuncha yotadi. Bu bog’lanishda barqaror konfiguratsiya bir atomdan ikkinchi atomga elektron kuchishi natijasida emas, balki ikki atom orasida bir yoki bir necha umumiy elektron juftlar hosil bo’lishidan kelib chiqadi. Elektron juftlar hosil bo’lishida ikkala atom ham ishtirok qiladi. Shuning uchun har bir atom umumiy juft uchun o’zidan albatta elektron beradi. Kovalent bog’lanish hosil bo’lishini bir necha moddalarda kuzatish mumkin. Har birida bittadan elektron bo’lgan ikki vodorod atomi o’zaro yaqinlashganda vodorod molekulasini (N₂ ) hosil qiladi. Bu jarayon quyidagicha ifoda qilinadi:
N + N → N : N
Har qaysi atomning umumiy juft uchun beradigan elektroni sxemada nuqta bilan tasvirlanadi. Vodorod molekulasida bir juft elektron ikki yadro orasida joylashishi natijasida barqaror konfiguratsiya hosil bo’lishiga olib keladi.
Ftor atomida oktet, ya‘ni sakkiz elektronli qavat hosil bo’lishi uchun bir elektron yetishmaydi. Ftorning bir atomini uning ikkinchi atomi bilan birkkanda kovalent bog’lanish hosil bo’lishini quyidagicha tasvirlash mumkin:
. . . . . . . .
: F + F: : F:F:
^{. . . . . . . .}
Azot atomida oktet hosil bo’lishi uchun uch elektron yetishmaydi. Ikki atom azot molekulasining hosil bo’lishini quyidagicha yozish mumkin:
: N : + : N : → : N : : N :
Lengmyur birikuvchi atomlar orasida hosil bo’ladigan elektron juftlarning soni shu element valentligiga teng, deb qabul qildi. Masalan,
H
. .
H : N : H
. .
molekulasida azot uch valentli, vodorod bir valentli, ya‘ni NH₃ ning hosil bo’lishida azotning uchta elektroni ishtirok etadi, lekin bir jufti ishtirok etmaydi. Ana shunday bog’lanishda ishtirok etmay qoladigan elektronlar jufti – yadrolar oralig’ida taqsimlanmagan juft elektronlar deb ataladi. Bunday elektron juftlar ko’pincha erkin elektron jufti deb ham ataladi.
Lyuis va Lengmyurning kovalent bog’lanish haqidagi elektron nazariyasi murakkab bo’lmagan moddalardagi kimyoviy bog’lanishning izohlab berdi; lekin murakkab moddalardagi (ayniqsa kompleks birikmalardagi) kimyoviy bog’lanish tabiatini tushuntira olmadi. Nima sababdan elektron juftlar hisobiga hosil bo’ladi, degan savollarga to’liq javob bera olmadi; bundan tashqari, Lyuis va Lengmyur nazariyasi statik nazariya bo’lib, u elektron va yadrolarning harakatdagi holatini hisobga olmagan edi.
Faqat kvant mexanika asosida kimyoviy bog’lanishning izchil nazariyalari yaratildi. Hozirgi vaqtda kvant mexanikada kimyoviy bog’lanishni tushuntirish uchun ikki uslubdan foydalaniladi. Ulardan biri valent bog’lanish (VB) metodi, ikkinchisi – molekulyar orbitallar (MO) metodidir.
O’zaro birikuvchi atomlarning elektron buluti bir-birini qanchalik ko’p qoplasa kimyoviy bog’lanish shunchalik mustahkam bo’lib, bunday bog’lanishni o’zish uchun shunchalik ko’p energiya talab qilinadi, boshqacha qilib aytganda «bog’lanish energiyasi» shunchalik katta bo’ladi.
Molekuladagi ayni bog’lanishni batamom o’zib, hosil bo’lgan tarkibiy qismlarni bir-biriga hech ta‘sir etmaydigan holatga keltirish uchun zarur bo’lgan energiya miqdori bog’lanish energiyasi deyiladi.
Kimyoviy bog’lanish energiyasining miqdori eV yoki kJ . mol-1 bilan ifodalanadi. bog’lanish energiyasining son qiymati o’zaro birikuvchi atomlarning elektron buluti shakliga, molekuladagi yadrolararo masofaga va boshqa faktorlarga bog’liq. Masalan, N₂ molekulasidagi bog’lanish energiyasi 434, 8 kJ . mol-1, O₂ molekulasida 498 kJ · mol-1.