Az egyelektronos kémiai kötés a legegyszerűbb kémiai kötés , amely meghatározza a molekuláris vegyületek létezését azáltal, hogy Coulomb két atommagot tart egy elektronban . Az egyelektronos kémiai kötések fő megkülönböztető jellemzői a molekuláris rendszer összenergiájának csökkenése az izolált atomok és atomfragmensek energiájához képest, amelyekből keletkezik, valamint az elektronsűrűség jelentős újraeloszlása a régióban. egyelektronos kémiai kötés egy atom és egy atomtöredék elektronsűrűségének egyszerű szuperpozíciójához képest.közeli kommunikációs távolságra.
Az elektron viselkedését egyelektronos kémiai kötésben a kvantummechanika törvényei határozzák meg, és a Schrödinger-egyenlet írja le , figyelembe véve a hullámfüggvény M. Born statisztikai értelmezését . Egyelektronos kémiai kötésben két pozitív töltésű atommag (n + ) taszító erejét (F ot ) az egyetlen negatív töltésű elemi részecskére - az elektronra (e - ) ható vonzóerő kompenzálja .
Az egyelektronos kémiai kötés kívül esik mind a Lewis kémiai kötés elektronelméletén , mind a vegyértékkötések elméletén , mivel az egyelektronos kémiai kötésben nincs sem elektronpár (elektrondublett), sem átfedés. atomi pályák , sem az elektron spinek kölcsönhatása .
Az egyelektronos kémiai kötés kialakulásának mechanizmusát a molekuláris pályák elmélete írja le :
"A H 2 + -ban a kémiai kötés természete nem csak a viriális tétel alapján magyarázható, hanem a Gelman - Feynman-tétel segítségével is. A töltéseloszlásból az következik, hogy minden atommagot gömb alakú vonzóerő hat szimmetrikus töltések középpontjában az atommagok, és az "intrinsic" gömbtöltés természetesen nincs hatással az atommagra. Egy másik gömbtöltés csak részben védi a magját, így az atommagok között taszító erő keletkezik, amely R = R e -nél kiegyenlíti az egyes atommagok vonzási ereje az átfedés elektrontöltéséhez”. [egy]Így a molekulapályák elméletének keretein belül a H 2 + molekulában a töltéssűrűség az egyes magokat körülvevő gömbszimmetrikus töltések sűrűségéből és az átfedés ellipszoid töltéssűrűségéből áll; ez utóbbi a k atompályák szorzatának köszönhető, és csak ott nagy, ahol kellően nagyok az értékeik és erősen átfedik egymást. [egy]
A H 2 + molekuláris hidrogénionban lévő egyelektronos kémiai kötés hossza, amely számszerűen megegyezik a magok közötti távolsággal, 1,06 Å [2] , és egyenlő a Bohr-sugár kétszeresével a 0 = 0,53 Å, amely a legvalószínűbb sugara a hidrogénatom elektronhéja stabil állapotban. Így a H 2 + molekuláris hidrogénionban egyelektronos kémiai kötés jön létre, mintegy megérintve egy hidrogénatom két elektronhéját (2. ábra). Ha egy kételektronos kovalens kémiai kötésben a hosszának fele határozta meg az atom kovalens sugarát, akkor az egyelektronos kémiai kötésben a hosszának a fele az atom pályasugarát.
Ismeretes, hogy az alkálifémek egyelektronos kémiai kötéssel molekuláris ionokat képeznek. [3]
Az egyelektronos kémiai kötés jellemzőit alkálifémek molekulaionjaiban a táblázat mutatja be.
| Atom | Molekuláris ion, Me 2 + | Kötés hossza, d, Å [3] | Egy atom pályasugara, 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 |
A Li 2 + , Na 2 + , K 2 + , Rb 2 + , Cs 2 + alkálifémek molekuláris ionjainak létezése, amelyekben egyetlen vegyértékelektron kémiai kötést hoz létre , kiterjeszti és kiegészíti a kémiai kötés fogalmát. A felsorolt ionokban az elektronspinnek és az elektronfelhők átfedésének kölcsönhatásáról szó sem lehet. Az egyetlen kötő elektron az atommagok közötti térben lokalizálódik az atomok elektronhéjainak érintkezési pontján, és összetartja őket, kémiai rendszert alkotva.