En kemisk bindning med en elektron är den enklaste kemiska bindningen som bestämmer förekomsten av molekylära föreningar genom Coulomb som håller två atomkärnor med en elektron . De huvudsakliga utmärkande egenskaperna hos en kemisk bindning med en elektron är en minskning av den totala energin i ett molekylärt system jämfört med energin hos isolerade atomer och atomfragment från vilka den bildas, såväl som en betydande omfördelning av elektrontätheten i regionen av en kemisk bindning med en elektron jämfört med en enkel överlagring av elektrontätheten hos en atom och ett atomfragment nära på ett kommunikationsavstånd.
Beteendet hos en elektron i en kemisk bindning med en elektron bestäms av kvantmekanikens lagar och beskrivs av Schrödinger-ekvationen, med hänsyn tagen till den statistiska tolkningen av vågfunktionen av M. Born . I en kemisk bindning med en elektron kompenseras den repulsiva kraften (F ot ) hos två positivt laddade atomkärnor (n + ) av attraktionskraften till den enda negativt laddade elementarpartikeln - elektronen (e - ).
En kemisk bindning med en elektron faller utanför räckvidden för både den elektroniska teorin om Lewis kemiska bindning och teorin om valensbindningar , eftersom det i en kemisk bindning med en elektron inte finns varken ett elektronpar (en elektrondubbel) eller en överlappning. av atomära orbitaler , inte heller en interaktion av elektronspinn .
Mekanismen för bildandet av en kemisk bindning med en elektron beskrivs inom ramen för teorin om molekylära orbitaler :
"Naturen av den kemiska bindningen i H 2 + kan förklaras inte bara på basis av virialsatsen, utan också med hjälp av Gelman - Feynman-satsen. Det följer av laddningsfördelningen att varje kärna påverkas av en attraktionskraft från sfärisk symmetriska laddningar centrerade på kärnorna, och "inneboende" sfärisk laddning har naturligtvis ingen effekt på kärnan.En annan sfärisk laddning kommer endast delvis att skydda dess kärna, så att en frånstötande kraft uppstår mellan kärnorna, som vid R = R e kommer att balanseras av kraftattraktionen av varje kärna till den elektroniska laddningen av överlappningen". [ett]Sålunda, inom ramen för teorin om molekylära orbitaler, består laddningstätheten i H 2 + -molekylen av tätheterna av sfäriskt symmetriska laddningar som omger varje kärna, och den ellipsoidala laddningstätheten för överlappningen; den senare beror på produkten av atomära orbitaler k och är stor endast där de har tillräckligt stora värden och kraftigt överlappar varandra. [ett]
Längden av en kemisk bindning med en elektron i den molekylära vätejonen H 2 + , numeriskt lika med det interna nukleära avståndet, är 1,06 Å [2] och är lika med två gånger Bohr-radien a 0 = 0,53 Å, den mest sannolika radien för elektronskalet av en väteatom i stabilt tillstånd. Således bildas en kemisk enkel-elektronbindning i den molekylära vätejonen H 2 + , så att säga, genom att vidröra två elektronskal av en väteatom (fig. 2). Om i en två-elektron kovalent kemisk bindning, hälften av dess längd bestämde atomens kovalenta radie, då i en en-elektron kemisk bindning, bestämde hälften av dess längd atomens omloppsradie.
Det är känt att alkalimetaller bildar molekylära joner med en kemisk bindning med en elektron. [3]
Egenskaperna för en en-elektron kemisk bindning i molekylära joner av alkalimetaller presenteras i tabellen.
| Atom | Molekylär jon, Me2 + | Bindningslängd, d, Å [3] | En atoms omloppsradie, r a , Å |
|---|---|---|---|
| Li | Li2 + _ | 3.14 | 1,57 |
| Na | Na2 + _ | 3,43 | 1,72 |
| K | K2 + _ | 4.18 | 2.09 |
| Rb | Rb2 + _ | 4,44 | 2.22 |
| Cs | Cs2 + _ | 4,70 | 2,35 |
Förekomsten av molekylära joner av alkalimetaller Li 2 + , Na 2 + , K 2 + , Rb 2 + , Cs 2 + , där en enkel valenselektron skapar en kemisk bindning , expanderar och kompletterar konceptet med en kemisk bindning. I de listade jonerna kan det inte vara tal om någon interaktion av elektronspin och överlappning av elektronmoln. Den enda bindande elektronen är lokaliserad i utrymmet mellan kärnorna vid kontaktpunkten mellan atomernas elektronskal och håller ihop dem och bildar ett kemiskt system.