2023 Autor: Jake Johnson | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-05-24 23:12
Molekul vodonika (H 2) je jedan od najjednostavnijih molekula koji postoje, što ga čini najboljom polaznom tačkom za ilustraciju sila uključenih u kovalentnu interakciju između dva atoma. Slika 1 prikazuje krivu potencijalne energije (E p) [x ukupni energetski potencijal međunuklearne (ili međuatomske) udaljenosti], koja pokazuje varijaciju energije u formiranju molekula H 2.
Kriva potencijalne energije za H 2 (1 nm=10 -9 metara).
Smatrajte vrijednost p E=0 kao potencijalnu energiju dva izolirana atoma vodika (bez kovalentne interakcije).
Slijedeći sliku 1, imajte na umu da kada su atomi H udaljeni, gotovo da nema elektrostatičke interakcije između njih, a ukupna energija je data zbirom energija samih atoma (p E=0). Nakon detaljnijeg pregleda (hodanje lijevo od grafikona), privlačne sile između jezgre jednog atoma i elektrona drugog atoma počinju jače djelovati. Istovremeno, sile odbijanja između jezgara i između dva elektrona atoma također rastu u manjoj mjeri. Preovlađivanje privlačnih sila dovodi do toga da se atomi približavaju i približavaju, smanjujući potencijalnu energiju sistema (predstavljenu ordinatom grafa), sve dok potencijalna energija ne dostigne svoju minimalnu vrijednost ("bunar" energijepotencijal). U ovoj situaciji postoji ravnoteža između privlačnih i odbojnih sila, što dovodi do veće stabilnosti međunuklearne udaljenosti (ravnotežna međunuklearna udaljenost).
Postojanje "minimuma" energije u krivulji potencijalne energije molekula koja karakterizira situaciju veće stabilnosti (niže energije) od izolovanih atoma. Drugim riječima, bunar potencijalne energije predstavlja vezano stanje. U ovom trenutku, smatra se da formira hemijsku vezu.
U slučaju H 2, potencijalna jama je povezana sa situacijom razmene dva valentna elektrona, što dovodi do formiranja jedne veze [(kasnije nazvana sigma (σ) veza) Molekul H 2 kao cijeli dobija elektronsku konfiguraciju sličnu elementu Se.
U slučaju da je postojao bliži odnos između atoma vodika (onaj najlijevo od potencijalne bušotine – slika 1), došlo je do naglog povećanja potencijalne energije sistema i smanjenja stabilnosti molekula. U ovom regionu, sile odbijanja na sve elektron-elektron i jezgro-jezgro bi bile dominantne, što bi dovelo do drastičnog povećanja potencijalne energije, destabilizacije vezanog stanja i uništavanja molekula.
Ravnoteža između privlačnih i odbojnih sila u pristupu sa dva atoma karakteriše prisustvo snage na krivulji snage sistema. U ovom trenutku stabilnost kovalentnih veza je maksimalna. Sistem je povezan, graf p E xmeđunuklearna udaljenost daje dužinu (apscisu) i energiju (ordinatu) kovalentne veze.
