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Espagnol 3.1 kovalente Bindung
Das Thema in der Chemie Buch wird verbessert , so dass für die aktualisierte Material suchen. Wir stellen Ihnen hier das Material , wie es in der Atomic Buch gedruckt.
3.1.1. Hintergrund und eigentliche Erklärung
Kovalente Bindungen sind durch den Austausch von einer oder mehreren Elektronen gebildet . In der klassischen kovalente Bindung , um jedes Atom spendet die Hälfte der Elektronen geteilt werden . Nach dem tatsächlichen Theorien ist diese Aufteilung der Elektronen als Folge der Elektronegativität ( Elektronen anziehende Fähigkeit ) der gebundenen Atomen . Solange die Elektronegativität Unterschied nicht größer als 1,7 ist, die Atome können nur den Valenzelektronen .
Being in Unmöglichkeit koordinative komplex und auch die Struktur einer Menge von gemeinsamen Verbindungen , neue Theorien über kovalente Bindung erklären vorgeschlagen. In der Valence Bond ( VB )-Theorie - einer der must Vertreter in quantum mechanic - ein Atom verändert seine Atomorbital vor der Bindungsbildung . Anstelle der Verwendung der Atomorbital direkt Mischungen davon (Hybrid ) ausgebildet sind. Dieser Mischprozess Hybridisierung bezeichnet und als Ergebnis erhalten Hybridorbital räumlich gerichtet .
Wir beschreiben eine einfache Hybridisierung für s-und p -Orbital . In diesem Fall können wir haben drei grundlegende Arten von Hybridisierung : sp3 , sp2 und sp. Diese Begriffe speziell auf die Hybridisierung des Atoms und die Anzahl der p-Orbital verwendet, um Hybriden bilden .
In sp3 Hybridisierung alle drei p-Orbital mit dem s-Orbital gemischt, um vier neue Hybriden ( alles wird Form σ Typ Anleihen oder halten freie Elektronenpaare ) zu erzeugen.
Wenn zwei p-Orbital bei der Herstellung Hybriden mit dem s-Orbital verwendet werden, erhalten wir drei neue Hybrid- Orbital die Form σ wird Typ -Bindungen ( oder halten freie Elektronenpaare ) , und die " ungenutzte " p in π Art Bindung teilnehmen. Wir nennen solche Anordnung sp2 Hybridisierung.
Wenn nur ein p-Orbital mit dem s-Orbital gemischt wird , in sp-Hybridisierung , produzieren wir zwei Hybriden, die in σ Typ Bindung ( oder halten Sie eine freie Elektronenpaar ) teilnehmen. In diesem Fall können die verbleibenden zwei p-Orbital ein Teil von zwei senkrecht π -Systeme sein .
Ein Atom wird seine Hybridisierung in einer solchen Weise, dass die stärkste mögliche Bindungen zu bilden und halten alle seine Bindung und lone-pair -Elektronen in als Niedrig-Energie- Hybriden wie möglich einzustellen, und so weit voneinander entfernt wie möglich ( auf Elektron-Elektron minimieren Abstoßungen ) .
Im einfachsten Beispiel Wasserstoffmoleküls Bildung : Wasserstoffatome müssen zwei Elektronen in ihrer äußeren Ebene auf das Edelgas Helium Struktur zu erreichen. Die kovalente Bindung , gebildet durch die sich ein Elektron von jedem Wasserstoffatom, hält die zwei Atome gemeinsam , weil das Paar von Elektronen auf beiden Kernen angezogen wird .
cov001
Um die Form eines quantenmechanischen Moleküle erklären schlagen eine neue Theorie genannt , Elektronenpaar Abstoßung theory ". Danach wird die Form eines Moleküls oder Ionen durch die Anordnung der Elektronenpaare am letzten Schale am Zentralatom regiert, ist diese Anordnung in einer Weise erfolgen , die minimale Menge von Abstoßung zwischen ihnen herzustellen.
Im Falle von zwei Paaren von Elektronen (wie BeCl2 ) um Zentralatom das Molekül linear, da ein Winkel von 180 ° zu gewährleisten eine minimale Wechselwirkung der Elektronen -Paaren.
cov002
Bei drei Elektronenpaare am Zentralatom ( BF3 oder BCl3 ) die Moleküle nehmen eine trigonal planaren Form mit einer Anleihe von 120 º:
cov003
Bei vier Elektronenpaare am Zentralatom (CH4) haben wir eine tetraedrische Anordnung . Ein Tetraeder ist eine regelmäßige dreieckig -basierte Pyramide. Das Kohlenstoffatom würde in der Mitte und Wasserstoff an den vier Ecken sein . Alle Bindungswinkel 109.5 ° .
cov004
Für fünf Paare um Zentralatom ( PF5 ) ist die Form eine trigonale Bipyramide . Drei der Fluor in einer Ebene um 120 ° zueinander , die beiden anderen sind im rechten Winkel zu dieser Ebene. Die trigonale Bipyramide hat daher zwei unterschiedliche Bindungswinkel - 120 ° und 90 °.
cov005
Bei sechs Elektronenpaare am Zentralatom (SF6) der Struktur ist ein Oktaeder .
3.1.2 vorgeschlagene Modell der kovalente Bindung
Im vorgeschlagenen Theorie gebunden bedeutet eine kovalente nur eine Kopplung der magnetischen Momente der einzelnen Atome , um eine größere Stabilität zu erhalten. Die Elektronen bleiben und Umlaufbahn um ordnungsgemäße Kern und folglich gibt es keinen Austausch von Elektronen zwischen den Atomen . Wenn eine kovalente gebunden gebrochen wird die Kopplung zwischen diesen magnetischen Momente verloren und natürlich jedes Atom mit seinen Elektronen bleibt . Die Situation ist ganz anders als in der Quanten- Theorien , denn wenn eine kovalente Bindung gebrochen ist die Elektronen probabilistisch sind zurück auf Atome verteilt, so ein Elektron von einem Atom zum anderen Atom Teilnahme an gebunden übergeben werden kann . Im vorgeschlagenen Theorie die elektrostatische Wechselwirkung zwischen den Atomen Teilnahme an kovalenten gebundenen Bildung ist weniger wichtig.
Nach neuen Interpretation besitzt jedes Atom Wasserstoff ein Elektron magnetische Moment des Elektrons durch Bewegung . Das magnetische Moment des Kerns geringer ist , damit es nicht in diesem Fall wichtig. Das Elektron magnetische Moment wird durch die Kombination von Orbital gebildet und spinnen magnetisches Moment mit bekannten Regeln von Vektoren . Die kovalente Bindung bedeutet, dass beide Atome gegenseitig anziehen durch die magnetische Wechselwirkung zwischen den magnetischen Momenten . Die einfachste Wechselwirkung zwischen zwei magnetischen Momente unterschiedlichen Elektronen von verschiedenen Atomen ist unten gezeigt . Die magnetischen Momente parallel sind , aber mit entgegengesetzten Richtungen zeigen .
Jedes Atom hat eigene Elektron und Elektronenumlaufbahn nur um den Kern und die Bahnen der Elektronen in parallelen Ebenen angeordnet sind (Abb. 3.1). Es ist ein dynamisches Gleichgewicht in Bezug auf eine minimale Abstand zwischen den Atomen , wenn die elektrostatische Abstoßungskraft stärker wurde und ein maximaler Abstand zwischen den Atomen , wenn die Kupplung zwischen den magnetischen Momenten die Atome, an einem zum anderen bewegen zu erzwingen. Es gibt auch einen elektrostatischen Druck auf die Elektronen- Wechselwirkung und ein nukleares Druck durch den Kern Wechselwirkung . Diese Wechselwirkungen sind kleiner als magnetische Wechselwirkung so das Molekül in normalem Zustand stabil.
cov006
Abbildung 3.1 Hydrogen kovalente Bindung Formationen
Die Wasserstoffmoleküle gebildet durch die entgegengesetzte Orientierung der magnetischen Momente Elektronen eine geringere Energie Vergleichs mit dem Stand der einzelnen Atome des Wasserstoffs. Die Energie Wechselwirkung zwischen Wasserstoffatomen ist gegeben durch:
cov007 (1.1)
wo μ sind elektronische magnetischen Momente aufgrund der unterschiedlichen Atoms gebundenen Teilnehmer ;
B1 stellen die Intensität des Magnetfelds durch M1 auf der Ebene der sekundären Atom Bahn (r2) und B2 angelegt stellen die Intensität des Magnetfelds durch m2 auf der Höhe der ersten Bahn -Atom (R1) erstellt .
cos q1 und q2 cos stellen die Winkel zwischen m1 bzw. B2 und B1 m2 und aufgrund der Symmetrie der Wasserstoffmoleküle q1 = q2 .
So in erster Näherung ein Elektron in dem Magnetfeld, das durch die andere von der anderen Elektronen -Atom und wechselseitig erstellt bewegt.
Die Orientierung der B1 und B2 ist antiparallel Orientierung m1, m2 jeweiligen . Dies ist aufgrund der Orientierung der B Tangente an die Leitung des Magnetfeldes von m1, m2 jeweiligen erstellt . In Abb. 3.2 dargestellt , wie beispielsweise das magnetische Moment von Elektronen sich in der xy-Ebene mit Kern in den Ursprung des Systems erzeugt . Das magnetische Moment ist entlang der z-Achse , die Linie des Magnetfeldes von Nordpol und geben Sie in den Südpol. Der Vektor B berührt die Magnetfeldlinien Feld und Elektronen Umlaufbahn -Ebene und in umgekehrter Richtung dann N und S-Pole , B antiparallel m.
Aufgrund der Orientierung der Elektronen Bahnen bei kovalente Bindung ist die gleiche antiparallele gelten auch für die m1 bzw. B2 B1 und m2.
Die Energie der magnetischen Wechselwirkung zwischen zwei Elektronen wurde :
cov010 (1.2)
q1 = q2 = 0 , das heißt q1 cos cos = q2 = 1
Der Wert von B durch ein magnetisches Moment im Abstand r erzeugt wird gegeben , nach electrodynamics durch :
cov011 (1.3)
wobei: B die Stärke des Feldes ;
r der Abstand vom Zentrum
λ ist die magnetische Breite ( 90 ° - θ ), wobei θ = magnetische colatitudes in Bogenmaß oder Grad von der Dipolachse (Magnetic colatitudes 0 ist entlang der Achse des Dipols und 90 ° in der Ebene senkrecht zu seiner Achse . ) gemessen ;
M ist das Dipolmoment in Ampere Quadratmeter gemessen , die Joule pro Tesla entspricht ;
μ0 ist die Permeabilität des freien Raums , in Henrys pro Meter gemessen.
Für unseren Fall l = 0 , M = m , so dass das Feld durch erste Elektron zweites Elektron Ebene geschaffen ist
cov012 ( 1.4)
cov013
Abbildung 3.2 Antiparallel Ausrichtungen B und m für die gleiche magnetische Moment bei xy-Ebene Elektronenbahn
Und für die zweite Elektron zunächst Elektronenbahn haben wir:
cov014 (1.5)
Die magnetische Wechselwirkung wurde : cov015 (1.6)
wo und und μ0 ist die Permeabilität des freien Raums , in Henrys pro Meter gemessen.
Für Wasserstoff Elektronen aufgrund der Symmetrie der Atomanordnung haben wir eine Gleichheit der Elektronen magnetischen Momente als Wert , so können wir schreiben:
cov018 (3.7)
Der große und grundlegende Unterschied zwischen Quantentheorie und die vorgeschlagene Theorie ist, dass nach der Bildung von Wasserstoff-Moleküle , jedes Atom von Wasserstoff nur ein Elektron um Kern hat . Das Wasserstoffatom keinen Dublettstruktur nach neue Theorie . Es gibt keinen Unterschied in atomare Struktur zwischen Atom allein Wasserstoffatom und Wasserstoffatom Molekül . Der einzige Unterschied ist die Kopplung des magnetischen Momentes von Wasserstoff mit einem anderen magnetischen Moment und diese Kopplung versichern einen geringeren Energiebedarf bei Molekül .
Als Vergleich ist quantenmechanischen unfähig zu erklären, warum zwei entgegengesetzten Spin Senken sind die Energie des Systems. In der gleichen Zeit gibt es einen Widerspruch in der tatsächlichen Quantentheorie , wenn die Elektronen auf Subshells in atomare Struktur gefüllt sind und als eine kovalente gebunden gebildet wird. Genauer gesagt , füllen die Elektronen eine Unterschale zuerst mit einem Elektron in jedem Orbital parallel mit Spins und nach , dass die vorhandenen Elektronen füllen Sie das Orbitalbesetzung mit entgegengesetzten Elektronenspins . Also, wenn das gekoppelte Spin-Zustand ist stabil , sollte Besetzung Unterschale besetzt vervollständigen eine orbitale und nach hat ein weiteres Orbital werden.
Für andere Elemente , wenn wir ein einzelnes Elektron haben in der letzten Shell die Situation ist einfach, weil für den inneren Schalen , magnetischen Momente leiden eine interne Kompensation. Was ist passiert , wenn wir mehr Elektronen auf der letzten Schale haben ?
Normalerweise in den Grundzustand Elektronen bilden Paare mit entgegengesetzten Spin , um ein geringes Maß an Energie zu erhalten . Aber bei Wechselwirkung mit anderen Reaktionspartner ein Prozess der Entkopplung von Paaren von Elektronen passiert . Je nach Zustand der Reaktion auf die Struktur des Elements , auf die Stabilität der gebildeten Verbindung ist es möglich, eine teilweise Entkopplung oder eine vollständige Entkopplung von Elektronen von den letzten Schale haben . Als Beispiel: Chlorid mit 7 Elektronen auf der letzten Schale, teilnehmen können :
· Mit einem Elektron in chemische Verbindung wie in Grundzustand
· Mit 3 Elektronen , bedeutet, dass eine Entkopplung der ein Paar von Elektronen sowie die ersten Elektronen entkoppelt ;
· Mit 5 Elektronen , bedeutet, dass eine Entkopplung der beiden Paare von Elektronen sowie die ersten Elektronen entkoppelt ;
· Mit 7 Elektronen , bedeutet, dass eine Entkopplung der drei Paare von Elektronen sowie die ersten entkoppelten Elektronen .
Wenn ein einzelnes Elektron auf der letzten Schale dargestellt und wir haben ein einzelnes Element gebunden ist, ist die Orientierung der Elektronen magnetisches Moment nicht so wichtig. Natürlich ist das Molekül gebildet ist linear. Wenn die Anzahl der Elektronen magnetischen Momente größer ist , die Situation ist ein bisschen kompliziert, aber lösbar und leicht zu verstehen. Die magnetischen Momente der Elektronen behandelt klassischen Dadurch wird die Energie minimal ist, wenn die Streuung des magnetischen Momentes maximal ist. Als Folge der magnetischen Momente und natürlich die gebildeten Grenzen, wird eine solche Orientierung , um eine minimale Interaktion versichern.
Im Falle von zwei Elektronen auf der letzten Schale, diese zwei magnetischen Momente und damit zwei kovalente Bindungen bedeutet , das Molekül linear ist , ist der Winkel zwischen Grenzen 180 ° bei zwei einfache Bindung .
Im Falle der drei magnetischen Momente ( drei kovalente einfache Grenzen ) eine trigonal-planare Anordnung wird bevorzugt oder eine pyramidenförmige Struktur trigonal bei Zentralatom mit einem einsamen Elektronenpaar .
Im Falle von vier magnetischen Momente ( vier kovalente einfache Grenzen ) das Molekül haben eine tetraedrische Anordnung .
Für fünf und sechs magnetische Moment ( fünf oder sechs einfache kovalente Bindungen ) sind eine trigonale Bipyramide und eine oktaedrische Struktur bevorzugt.
Bei sieben magnetischen Momente aufgrund der sterischen Wechselwirkung , ist es zwingend erforderlich, dass mindestens eine kovalente als Doppel aufgrund der Geometrie von Molekülen gebunden .
Chloride mit seinen Elektronen Struktur bilden können bis zu sieben kovalente Bindungen . Nicht mit dem Zählen der Zahl der Elektronen um Chlorid Kern Angst. Auch haben wir sieben kovalente gebundenen wir nur sieben Elektronen auf der letzten Schale haben . Aber manchmal die Struktur Formen braucht die Notwendigkeit eines achten gebundene , und in diesem Fall Chlorid fängt ein Elektron und wird acht kovalente Bindungen zu bilden. Wir werden diese Situation zum Beispiel bei Anion Perchlorat Struktur zu sehen .
Dies ist der Fall, wenn nur einfache Bindungen zwischen Atomen gebildet werden. Aber was ist möglich, vorherzusagen, mit unserem Modell , wenn eine doppelte oder dreifache Bindung gebildet ? lesen im Buch .....
3.1 COVALENT BOND
The topic is improved in the Chemistry book, so look for the updated material. We present here the material as was printed in the Atomic book.
3.1.1. Background and actual explanation
Covalent bonds are formed as a result of the sharing of one or more electrons. In classical covalent bond, each atom donates half of the electrons to be shared. According to actual theories, this sharing of electrons is as a result of the electronegativity (electron attracting ability) of the bonded atoms. As long as the electronegativity difference is no greater than 1.7 the atoms can only share the bonding electrons.
Being in impossibility to explain coordinative complex and also the structure of a lot of common compounds, new theories about covalent bound are proposed. In the Valence Bond (VB) theory – one of must representative in quantum mechanic - an atom rearranges its atomic orbital prior to the bond formation. Instead of using the atomic orbital directly, mixtures of them (hybrids) are formed. This mixing process is termed hybridization and as result are obtained spatially-directed hybrid orbital.
We will describe a simple hybridization for s and p orbital. In this case we can have three basic types of hybridization: sp3, sp2 and sp. These terms specifically refer to the hybridization of the atom and indicate the number of p orbital used to form hybrids.
In sp3 hybridization all three p orbital are mixed with the s orbital to generate four new hybrids (all will form σ type bonds or hold lone electron pairs).
If two p orbital are utilized in making hybrids with the s orbital, we get three new hybrid orbital that will form σ type bonds (or hold lone electron pairs), and the "unused" p may participate in π type bonding. We call such arrangement sp2 hybridization.
If only one p orbital is mixed with the s orbital, in sp hybridization, we produce two hybrids that will participate in σ type bonding (or hold a lone electron pair). In this case, the remaining two p orbital may be a part of two perpendicular π systems.
An atom will adjust its hybridization in such a way as to form the strongest possible bonds and keep all its bonding and lone-pair electrons in as low-energy hybrids as possible, and as far from each other as possible (to minimize electron-electron repulsions).
In the simplest example hydrogen molecule formation: Hydrogen atoms need two electrons in their outer level to reach the noble gas structure of helium. The covalent bond, formed by sharing one electron from every hydrogen atom, holds the two atoms together because the pair of electrons is attracted to both nuclei.
In order to explain the form of a molecules quantum mechanic propose a new theory called ,,electron pair repulsion theory”. According to this, the shape of a molecule or ion is governed by the arrangement of the electron pairs on the last shell around the central atom; this arrangement is made in such manner to produce the minimum amount of repulsion between them.
In case of two pairs of electrons (like BeCl2) around central atom the molecule is linear because an angle of 180º insure a minimum interaction between electrons pairs.
In case of three electron pairs around the central atom (BF3 or BCl3) the molecules adopt a trigonal planar shape with a bond angle of 120º:
In case of four electron pairs around the central atom (CH4) we have a tetrahedral arrangement. A tetrahedron is a regular triangularly-based pyramid. The carbon atom would be at the centre and hydrogen at the four corners. All the bond angles are 109.5°.
For five pairs around central atom (PF5), the shape is a trigonal bipyramid. Three of the fluorine are in a plane at 120° to each other; the other two are at right angles to this plane. The trigonal bipyramid therefore has two different bond angles - 120° and 90°.
In case of six electron pairs around the central atom (SF6) the structure is an octahedral.
3.1.2 Proposed model of covalent bound
In proposed theory a covalent bound implies only a coupling of magnetic moments of individual atoms in order to obtain a greater stability. The electrons remain and orbit around proper nucleus, and consequently there is no sharing of electrons between atoms. When a covalent bound is broken the coupling between these magnetic moments is lost and of course every atom remains with his electrons. The situation is quite different in quantum theories, because when a covalent bond is broken the electrons are probabilistically distributed back to atoms so an electron from one atom can be passed to the other atom participating at bound. In proposed theory the electrostatic interaction between atoms participating at covalent bound formation is less important.
According to new interpretation, every atom of hydrogen possesses an electron magnetic moment due to the electron movement. The magnetic moment of nucleus is lower so it is not important in this case. The electron magnetic moment is formed by combination of orbital and spin magnetic moment using known rules of vectors. The covalent bond means that both atoms attract reciprocally due to the magnetic interaction between their magnetic moments. The simplest interaction between two magnetic moments of different electron from different atoms is showed below. The magnetic moments are pointed parallel but with opposite directions.
Every atom has own electron and the electron orbit only around his nucleus and the orbits of electrons are situated in parallel planes (fig. 3.1). There is a dynamical equilibrium regarding a minimum distance between atoms, when the electrostatic repulsion force became stronger and a maximum distance between atoms when the coupling between magnetic moments force the atoms to move one to another. There is also an electrostatic push due to the electron reciprocal interaction and a nuclear push due to the nucleus reciprocal interaction. These interactions are smaller than magnetic interaction so the molecule is stable in normal condition.
Figure 3.1 Hydrogen covalent bond formations
The hydrogen molecules formed due to the opposite orientation of electrons magnetic moments has a lower energy comparative with the state of single atoms of hydrogen. The energy interaction between hydrogen atoms is given by:
(1.1)
where μ are electronic magnetic moments due to the different atom’s bound participant;
B1 represent the intensity of magnetic field created by m1 at level of secondary atom orbit (r2) and B2 represent the intensity of magnetic field created by m2 at level of first atom orbit (r1).
cos q1 and cos q2 represent the angle between m1 and B2, respectively m2 and B1 and due to the symmetry of hydrogen molecule q1=q2.
So in a first approximation, one electron is moving in the magnetic field created by the other electron from the other atom and reciprocally.
The orientation of B1 and B2 is antiparallel with orientation of m1, respective m2. This is due to the orientation of B tangent to the line of magnetic field created by m1, respective m2. In fig 3.2 is presented, as example, the magnetic moment produced by electron moving in the x-y plane with nucleus in the origin of system. The magnetic moment is along the z axis, the line of magnetic field go from North Pole and enter into the South Pole. The vector B is tangent to the magnetic line field, and at orbit electron plane and in other direction then N and S poles, B is antiparallel with m.
Due to the orientation of electrons orbits, in case of covalent bound, the same antiparallel orientation is valid also for the m1 and B2, respectively B1 and m2.
The energy of magnetic interaction between two electrons became:
(1.2)
q1 = q2 = 0 that means cos q1 = cos q2 =1
The value of B created by a magnetic moment at distance r is given, according to electrodynamics, by:
(1.3)
where: B is the strength of the field;
r is the distance from the center
λ is the magnetic latitude (90°-θ) where θ = magnetic colatitudes, measured in radians or degrees from the dipole axis (Magnetic colatitudes is 0 along the dipole's axis and 90° in the plane perpendicular to its axis.);
M is the dipole moment, measured in ampere square-meters, which equals joules per tesla;
μ0 is the permeability of free space, measured in henrys per meter.
For our case, l= 0, M = m, so the field created by first electron at second electron level is
(1.4)
Figure 3.2 Antiparallel orientations of B and m for the same magnetic moment at xy plane of electron orbit
And for second electron at first electron orbit we have:
(1.5)
The magnetic interaction became: 
(1.6)
where and and μ0 is the permeability of free space, measured in henrys per meter.
For hydrogen electrons due to the symmetry of atom arrangement we have a equality of electron magnetic moments as value, so we can write:
(3.7)
The major and fundamental difference between quantum theory and proposed theory is that after forming of hydrogen molecules, every atom of hydrogen has only one electron around nucleus. The hydrogen atom doesn’t have a doublet structure according to new theory. There is no difference in atomic structure between atom of alone hydrogen atom and hydrogen atom in molecule. The only difference is the coupling of magnetic moment of hydrogen with another magnetic moment and this coupling insure a lower energy in case of molecule.
As comparison, quantum mechanic is incapable to explain why two opposite spin are lowering the energy of system. In the same time there is a contradiction in actual quantum theory when the electrons are filled on subshells in atomic structure and when a covalent bound is formed. More precisely, the electrons fill a subshell first with one electron in every orbital with parallel spins and after that the existing electrons complete the orbital occupation with opposite electron spin. So if the coupled spin state is more stable, at occupation of subshell should be occupied complete an orbital and after hat another orbital.
For other elements, when we have a single electron in the last shell the situation is simple because for the inner shells, magnetic moments suffer an internal compensation. What’s happened when we have more electrons on the last shell?
Normally in the ground state electrons form pairs with opposite spin in order to maintain a low level of energy. But at interaction with other reactants a process of decoupling of pairs of electrons can happened. Depending on the condition of reaction, on the structure of element, on the stability of formed compound it is possible to have a partial decoupling or a total decoupling of electrons from last shell. As example: chloride having 7 electrons on the last shell, can participate:
· with one electron in chemical combination like in ground state,
· with 3 electrons, that means a decoupling of one pair of electrons plus the initial decoupled electron;
· with 5 electrons, that means a decoupling of two pairs of electrons plus the initial decoupled electron;
· with 7 electrons, that means a decoupling of three pairs of electrons plus the initial decoupled electron.
When a single electron on the last shell is presented and we have a single element bound, the orientation of electron magnetic moment is not so important. Of course the molecule formed is linear. When the number of electron magnetic moments is greater, the situation it is a little bit complicated but solvable and easy to understand. The magnetic moments of electrons are treated classical this means, the energy is minimum when the spread of magnetic moment is maximum. As consequence the magnetic moments, and of course the formed bounds, will have such orientation in order to insure a minimum interaction.
In case of two electrons on the last shell, this means two magnetic moments, and consequently two covalent bounds, the molecule is linear, the angle between bounds is 180º in case of two simple bound.
In case of three magnetic moments (three covalent simple bounds) a trigonal planar arrangement is preferred or a pyramidal trigonal structure in case of central atom with one lonely electron pair.
In case of four magnetic moments (four covalent simple bounds) the molecule will have a tetrahedral arrangement.
For five and six magnetic moment (five or six simple covalent bounds), a trigonal bipyramid and an octahedral structure are preferred.
In case of seven magnetic moments, due to the sterical interaction, it is imperative that minimum one covalent bound to be double due to the geometry of molecules.
Chloride with his electron structure can form up to seven covalent bounds. Don’t be scared with counting of number of electrons around chloride nucleus. Even we have seven covalent bound we will have only seven electrons on the last shell. But, sometimes the structure forms needs the necessity of an eighth bound, and in this case chloride catches another electron, and will form eight covalent bounds. We will see this situation for example at anion perchlorat structure.
This is the situation when only simple bounds are formed between atoms. But what is possible to predict using our model when a double or triple bond is formed? read in the book …..
