Методи за описване на локализирани химически връзки

Има два основни метода за описване на локализирана химическа връзка: молекулярно-орбитален метод (MMO) и метод на валентна схема (MVS). IMO изхожда от предположението, че връзката възниква поради припокриването на AO. Ако произволен брой AO се припокриват, вместо това се появява равен брой нови орбитали, наречени молекулярни орбитали. При MMO изчисленията вълновата функция е представена от линейна комбинация от припокриващи се AO (методът се нарича MMO LCAO):

,

Където

локализирани
и
връзки
- вълнови функции на атомитеИ и IN, СИ и СIN Коефициентите отчитат ли приноса на всеки АО на атомите И и IN.

В MVS се записва вълновото уравнение за всяка от възможните електронни структури на молекулата и пълната вълнова функция се получава чрез сумиране на всички възможни функции със съответните коефициенти:

,

Където

описване
-Functions-функции на възможни електронни структури, и СИ, СIN, СС - коефициенти, които отчитат относителния принос на тези структури. Например за водородна молекула могат да се разгледат три структури:

Коефициенти С и при двата метода се определя чрез подбор, чрез решаване на уравнения с различен набор от коефициенти С и избор на тези от тях, за които енергията на системата ще бъде минимална. Методът на валентните схеми се използва по-често за качествено описание на връзките в молекулите.

Хибридизация

Например, помислете за молекула метан. Въглеродният атом е свързан с четири връзки с четири водородни атома. Тъй като АО на въглеродния атом се различават: един с-АО и три R-AO, тогава локализираните CH връзки трябва да са различни, но всъщност всички те са еквивалентни. Разглеждането на многоцентрово МО в такива случаи дава обяснение за еквивалентността на връзките, но такова съображение е лишено от яснота, особено за по-сложни молекули. Предложена е концепцията за хибридизация за описание на такива съединения. Същността му е следната. Преди образуване на връзки с- и R-АО на въглеродния атом се хибридизират, тоест те се превръщат в хибридни 3-орбитали. Освен това всяка връзка С - Н може да се счита за локализирана, образувана чрез припокриване 1с-АО водород и 3-хибридизиран AO въглерод. Този подход, въпреки недостатъците си, се оказа много плодотворен и хибридизацията се използва широко за обяснение и прогнозиране на различни явления в органичната химия. Освен това 3 - възможни са и други видове хибридизация, като напр 2 (при хибридизиране на две стр- и едно с-орбитали), (при хибридизиране на такъв стр- и едно с-орбитали) и смесени (с различни с, стр и д –Орбитали).