Valent bog’lanishlar usuli, elektron orbitallarning gibridlanish usuli bilan uyg’unlashgan holda turli tuman moddalarning tuzilishi, molekuladagi valent
bog’larning yo’nalishi, molekulalarning geometriyasini juda ko’p moddalar uchun to’g’ri tushuntiradi.
Ba’zi moddalarda elektron juftlar yordamisiz boglanish yuzaga kelib chiqadi. Masalan, XIX asrning oxirida Tomson molekulyar vodorod ionini vodorod (H2+)molekulasini elektronlar bilan bombardimon qilib oldi.
Bunga asoslanib 2 yadro bir-biri bilan birgina elektron yordamida boglana oladi degan xulosa kelib chiqadi.
Tarkibida toq elektronlar bo’lgan moddalargina magnitga tortiladi. Kislorodni valent bog’lanishlar usuliga asoslanib unda toq elektronlar borligini ko’rsata olmaymiz. Lekin kislorod qattiq holda magnitga tortiladi. Buni valent bog’lanishlar usuli tushuntirib beraolmaydi.
Erkin radikallar tarkibida ham juftlanmagan elektronlar bo’ladi.
Benzolga o’xshash aromatik uglevodorodlarning tuzilishini valent bog’lanishlar tushuntirib bera olmaydi. Molekula hosil bo’lishida toq elektronlarning rolini ko’rsatadigan nazariya 1932 yilda Xund va Malliken tomonidan yaratilgan bo’lib, bu nazariya molekulyar orbitallar nazariyasi nomini oldi.
Molekulyar orbitallar nazariyasini yaratishda atom orbitallarning tuzilishi haqidagi kvant-mexanik tasavvurlarni molekula tuzilishi uchun qo’llash mumkin deb hisoblandi.
Farqi shundaki, atom bir markazli (bir yadroli) sistema bo’lsa, molekula ko’p markazli sistemadir. Bu nazariyaga ko’ra, har qaysi elektron molekuladagi barcha yadro va ko’p markazli orbitallar ta’sirida bo’lishi e’tiborga olinadi.
Molekulyar orbitallar (MO) usulining bir necha variantlari bor. Atom orbitallarining chiziqli kombinatsiya usuli (LKAO yoki AOCHK) eng ko’p qo’llaniladigan variant. Bu usulda elektronning molekulyar to’lqin funktsiyasi, o’sha molekulani tashkil etgan barcha atomlardagi elektronlarning to’lqin funktsiyalaridan kelib chiqadigan chiziqli kombinatsiya, ya’ni molekulyar orbitallarni tasvirlovchi funktsiyalarni molekulani tashkil etgan atomning funktsiyalarini bir-biriga qo’shish va bir-biridan ayirish natijasida topiladi.
Agar biz tarkibida 1ta elektron va 2 yadro bo’lgan molekulani nazarda tutsak, ayni sistemada elektron harakatini 2 ta funktsiya bilan izohlash mumkin.
Birinchisi w 1 = C1 j1 + C2 j2
Ikkinchisi w2 = C1 j1 - C2 j2
C1 , C2 - koeffitsientlar
w 1 j1 - ayni elektronning I va II yadroga oid funksiyalari
j1 - simmetrik funksiya
j2 - antisimmetrik funksiya
Agar elektron bog’lanayotgan atomlar yadrolaridan tashqarida joylashgan bo’lsa,, elektron bulut yadrolar orasida zichlana olmaydi, binobarin yadrolar
bir-biridan uzoqlashadi. Elektronning bunday holatiga bo’shashtiruvchi orbital
mos keladi. Bunday molekulyar orbitalda 2 ta yadro oralig’ida elektronlarning zichligi juda kichik bo’ladi. Bunday orbital molekulaning turgunligini kamaytiradi.
Agar elektronning harakati simmetrik funktsiya bilan ifodalansa, elektron buluti yadrolar orasida juda zich holatni egalllaydi, buning natijasida yadrolar bir-biriga tortiladi va ular o’zaro birikadi. Bu orbital bog’lovchi orbital deb atalib, bir xil zaryadga ega bo’lgan zarrachalar - yadrolarni bir-biridan itarilishini kuchsiz-
lantirib, kimyoviy bog’lanishni kuchaytiradi.
Molekulaning barqaror yoki barqaror emasligi uning tarkibidagi bog’lovchi va bo’shashtiruvchi elektron orbitallarning nisbiy miqdoriga bog’liq bo’ladi. Agar sistemada 1 ta bo’shashtiruvchi orbital hosil bo’lsa, u 1 ta bog’lovchi orbitalning ta’sirini yo’q qiladi.
Molekulyar orbitallar usulida molekula tarkibidagi elektronlarning o’zaro ta’siri e’tiborga olinmaydi. Atomda har qaysi elektron orbital s, p, d, f harflar bilan ifodalangani kabi, molekulyar orbitallar ham j,p, l va s harflari bilan belgilanadi.
Atom orbitaldagi elektronning energiyasi bosh va orbital kvant sonlarga bog’liq bo’lib, magnit kvant songa bog’liq emas. Molekulyar orbitaldagi elektronning energiyasi ayni orbitalning yo’nalishiga, ya’ni magnit kvant songa ham bog’liq, chunki molekulada yadrolarni bir-biriga bog’lab turgan yo’nalish boshqa yo’nalishlardan farq qiladi.
Molekulada elektronning harakat momenti proektsiyasini atom yadrolarini bo’shashtiruvchi o’qqa nisbatan kattaligini xarakterlash uchun magnit kvant soni
m ga o’xshash molekulyar kvant son - l kiritilgan.
l = 0, bunday holat s holat deyiladi, bu holatni qabul qiladigan lektronlarning maksimal soni 2ga teng.
l = ±1 bo’lsa, p holat deyiladi. Bu holatda eng ko’pi bilan 4ta elektron bo’lishi mumkin.
Molekulyar orbitallarning elektronlar bilan to’lib borishi ham xuddi atom orbitallardagi kabi Pauli printsipiga va Xund qoidasiga bo’ysunadi. MO usulida bog’lovchi orbitallardagi elektronlar soni bo’shashtiruvchi orbitallardagi elektronlar sonidan ko’p bo’lsa, kimyoviy bog’ hosil bo’ladi. Kimyoviy bog’lar sonini quyidagi formula bo’yicha hisoblanadi.
n bog e - n bushash e
KBS = ------------------
2
AO MO AO
11 H H2 11 H
----- -¯--- -¯----
2 - 0
BS= -------------= 1
2
He molekulasini hosil bo’lishi:
24 He He2 He
Bog’lovchi
-------¯---- s1s
1s2 1s2
----¯----- ------¯------
Bo’shastiruvchi
-------¯---- s1s
2 - 2
BS= -----------------= 0 He2 molekulasi mavjud emas.
2
He2+ ioning hosil bo’lishi
Bo’shashtiruvchi
------------
1s2 1s2
----¯----- ------¯------
Bo’glovchi
-------¯---- s1s
Demak, He2 + molekulyar ioni hosil bo’ladi.