Химическая связь в комплексных соединениях

Основой теории химической связи является аппарат квантовой химии. При неупрощенной постановке задачи в рамках неэмпирических методов этой науки можно рассчитать зависимость потенциальной энергии и прочих характеристик «соединения» от каждого конкретного расположения ядер, т. е. для произвольной геометрической конфигурации. В принципе расчет позволяет получить геометрические, энергетические и спектральные характеристики всех соединений в системе.

Такой обобщенный подход имеет, однако, два существенных недостатка. Во-первых, это большая трудоемкость вычислений, во-вторых, плохая обозримость результатов, которая вызвана и неединственностью решения, и отсутствием наглядной аналитической связи характеристик соединений с исходными данными: количеством и природой рассматриваемых атомов, числом электронов.

Поэтому наряду с полным и строгим квантово-химическим моделированием комплексообразования используют и ряд упрощенных модельных подходов, в рамках которых облегчается обобщение накопленного химией экспериментального материала и прогнозирование новых соединений и реакций. Такими подходами являются электростатическое моделирование, теория кристаллического поля, методы валентных схем (ВС) и молекулярных орбиталей (МО) в их качественном и полуколичественном вариантах.

Эти подходы могут рассматриваться как следствия строгой квантово-механической модели, полученные путем введения в эту последнюю большого числа допущений, каждое из которых ограничивает применимость выводов. В результате вместо единого теоретического аппарата приходится иметь дело с рядом ю альтернативных подходов, имеющих не очень четко определенные и часто перекрывающиеся области применимости.

Общей для всех подходов является существенная роль геометрической конфигурации комплекса и его симметрия. Используя качественные и нолуколичественные модели для описания химической связи в комплексных соединениях, можно получить и приближенные выводы о наиболее выгодной конфигурации комплекса. Сопоставление этих выводов с экспериментом служит одним из критериев правильности использования моделей.