原子価結合 (VB) 理論の定義
化学における原子価結合理論とは何ですか?
パイ結合を形成する 2 つの p 軌道。
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原子価結合 (VB) 理論は、化学結合を説明する化学結合理論です。 ボンディング 二つの間 原子 .分子軌道 (MO) 理論と同様に、量子力学の原理を使用して結合を説明します。原子価結合理論によると、結合は半分満たされた原子の重なりによって引き起こされます 軌道 . 二つの原子 互いの不対電子を共有して、満たされた軌道を形成し、 ハイブリッド軌道 そして一緒に結合します。 シグマ と パイ結合 原子価結合理論の一部です。
重要ポイント: 原子価結合 (VB) 理論
- 原子価結合理論または VB 理論は、化学結合がどのように機能するかを説明する量子力学に基づく理論です。
- 原子価結合理論では、個々の原子の原子軌道が結合して化学結合を形成します。
- 化学結合の他の主要な理論は、分子軌道理論または MO 理論です。
- 原子価結合理論は、共有化学結合が複数の分子間でどのように形成されるかを説明するために使用されます。
仮説
原子価結合理論は、それぞれが単一の不対電子を含む、半分満たされた原子価原子軌道を持つ場合、原子間の共有結合の形成を予測します。これらの原子軌道は重なり合うため、電子が結合領域内にある可能性が最も高くなります。次に、両方の原子が単一の不対電子を共有して、弱く結合した軌道を形成します。
2 つの原子軌道は、互いに同じである必要はありません。たとえば、シグマ結合とパイ結合が重なる場合があります。シグマ結合は、2 つの共有電子が直接重なる軌道を持つときに形成されます。対照的に、軌道が重なり合うが互いに平行な場合、パイ結合が形成されます。
この図は、2 つの原子間のシグマ結合を示しています。赤い領域は局在電子密度を表します。 ZooFari / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported ライセンス
軌道の形状が球形であるため、シグマ結合は 2 つの s 軌道の電子間に形成されます。単結合にはシグマ結合が 1 つ含まれます。二重結合にはシグマ結合とパイ結合があります。三重結合には、シグマ結合と 2 つのパイ結合が含まれます。原子間に化学結合が形成される場合、原子軌道はシグマ結合とパイ結合の混成である可能性があります。
この理論は、結合形成の説明に役立ちます。 ルイス構造 本当の行動を説明することはできません。この場合、いくつかの原子価結合構造を使用して、単一のルイス構造を記述することができます。
歴史
原子価結合理論はルイス構造から導き出されます。おやすみなさい。ルイスは、2 つの共有結合電子が化学結合を形成するという考えに基づいて、1916 年にこれらの構造を提案しました。量子力学は、1927 年の Heitler-London 理論で結合特性を記述するために適用されました。この理論は、2 つの水素原子の波動関数を結合するシュレディンガーの波動方程式を使用して、H2 分子内の水素原子間の化学結合形成を記述しました。 1928年、ライナス・ポーリングは、ルイスのペア結合のアイデアをハイトラー・ロンドン理論と組み合わせて、原子価結合理論を提案しました。原子価結合理論は、共鳴と軌道混成を説明するために開発されました。 1931 年、ポーリングは原子価結合理論に関する論文「化学結合の性質について」を発表しました。化学結合を記述するために使用された最初のコンピューター プログラムは、分子軌道理論を使用していましたが、1980 年代以降、原子価結合理論の原理はプログラム可能になりました。今日、これらの理論の最新版は、実際の行動を正確に説明するという点で互いに競合しています。
用途
原子価結合理論はしばしばどのように説明することができます 共有結合 形。の 二原子 フッ素分子、F2は一例です。フッ素原子は互いに共有単結合を形成します。 F-F 結合は重なりから生じる pと それぞれが単一の不対電子を含む軌道。同様の状況が水素、H でも発生します。2、しかし、結合長と強度はH間で異なります2とF2分子。フッ化水素酸（HF）では、水素とフッ素の間に共有結合が形成されます。この結合は、水素 1 の重なりから形成されます。 s 軌道とフッ素 2 pと それぞれ不対電子を持つ軌道。 HF では、水素原子とフッ素原子の両方がこれらの電子を共有結合で共有します。
ソース
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