3.4.2.Модель отталкивания электронных пар Гиллеспи и строение молекул
Сиджвик и Пауэлл, основываясь на приближении ЛМО, занятых парами электронов, предложили в 1940г. модель отталкивания электронных пар, которая впоследствии была развита Гиллеспи. Основные идеи этого подхода, приложимого только к соединениям непереходных элементов, сводятся к следующему.
Решение задачи о размещении максимально удаленных друг от друга точек, символизирующих центры тяжести облаков электронных пар, при числе точек от 2 до 12 приводит к возможным конфигурациям связей, перечисленным в табл. 3.6. Соответственно, легко представить геометрию молекул, имеющих такое расположение электронных пар.
Таблица 3.7.
Конфигурация связей центрального атома А в зависимости от числа электронных пар q на его валентных орбиталях
q |
Конфигурация |
q |
Конфигурация |
|
2 |
Линейная или уголковая |
8 |
Квадратная антипризма |
|
3 |
Равносторонний треугольник |
9 |
Треугольная призма с тремя дополнительными вершинами |
|
4 |
Тетраэдр |
|||
5 |
Тригональная бипирамида, квадратная пирамида |
10 |
Квадратная антипризма с двумя дополнительными вершинами |
|
6 |
Октаэдр |
11 |
Икосаэдр без одной вершины |
|
7 |
Октаэдр с дополнительной вершиной |
|||
12 |
Икосаэдр |
Таблица 3.8. Геометрия структуры молекул типа АХ
mЕn без кратных связей в файле cb_t3_8Существуют простые правила, делающие модель Гиллеспи весьма эффективной.
а) Неподеленная электронная пара занимает больший объем, чем связывающая пара ординарной связи.
б) Сила отталкивания электронных пар в данной валентной оболочке понижается в следующем порядке: Е-Е, Е-Х, Х-Х (Е-неподеленная электронная пара, Х- связывающая электронная пара).
в) Объем связывающей электронной пары уменьшается с увеличением электроотрицательности лиганда.
г) Электронные пары двойной или тройной связей занимают больший объем, чем электронная пара ординарной связи.
Модель отталкивания электронных пар дает приближенный качественный метод предсказания структуры молекул. В последние годы эта модель нашла обоснование в топологической теории электронной плотности.