VB - teoria wiązań walencyjnych

Teoria VB (Valence Bond) jest stosunkowo najprostszym sposobem wyjaśnienia budowy związków kompleksowych. Chcąc przedstawić tą teorię należy jednak (podobnie jak w przypadku innych teorii) omówić kilka podstawowych pojęć.

Te kilka pojęć, łącznie z odnośnikami pozwala na podanie założeń teorii wiązań walencyjnych. Sama teoria została wprowadzona w latach dwudziestych i na początku 30 XX wieku przez Heitlera, Londona, Slatera i Paulinga. Jest to najprostszy sposób wyjaśnienia budowy związków kompleksowych. Zgodnie z nią w tworzeniu związków kompleksowych biorą udział donorowe elektrony liganda i akceptorowe zhybrydyzowane orbitale centralnego jonu. Utworzone wiązanie będzie tym silniejsze, im efektywniej będą się pokrywać orbitale ligandów i jonu centralnego. Dla zilustrowania tworzenia wiązania w teorii VB rozpatrzmy [Co(H2O)6]+3. Konfigurację tego jonu można przedstawić następująco zgodnie z regułą Hunda (orbitale zdegenerowane, a więc o tej samej energii, przyporządkowane są kolejno elektronom w taki sposób aby liczba niesparowanych elektronów była w stanie podstawowym możliwie największa - co oczywiście wiąże się z energią sparowania spinów, która jest dodatnia, ale mniejsza od energii różniącej kolejne podpowłoki) :

Jon kobaltu +3 może akceptować 6 par elektronów, jego dwa orbitale d powinny być uwolnione w wyniku sparowania lub przeniesienia na orbitale o wyższej energii ewentualnie w wyniku hybrydyzacji będą brać, w tworzeniu wiązania, udział orbitale o tej samej głównej liczbie kwantowej - 4d24s4p3. Jon [Co(H2O)6]+3 jest diamagnetyczny, dlatego w hybrydyzacji biorą udział orbitale 3d. Ze względu na symetrię uwolnieniu muszą ulec oribitale 3dx2-y2 i 3dz2 co prowadzi do diamagnetycznej konfiguracji:

W takim przypadku zhybrydyzowane orbitale d2sp3 akceptują pary elektronowe cząsteczek wody i tworzą sześć wiązań s Co-H2O.

Teoria VB poza możliwością stosowania do wyjaśniania liczb koordynacji, budowy przestrzennej i ich magnetycznych właściwości, może być przydatna do określania labilności i inertności kompleksów w powiązaniu z ich konfiguracjami elektronowymi. Kompleksy labilne (łatwo wymieniające ligandy) cechują nie obsadzone i nie biorące udziału w hybrydyzacji orbitale niskoenergetyczne (3d). Orbitale te mogą łatwo akceptować pary elektronowe innych ligandów. Kompleksy inertne (trudno wymieniające ligandy) mają odsadzone orbitale.

Metodę VB cechują pewne ograniczenia:


Metoda LCAO MO
Teoria pola krystalicznego