Одноэлектронная химическая связь — это простейшая химическая связь, обуславливающая существование молекулярных соединений посредством кулоновского удерживания двух атомных ядер одним электроном. Главные отличительные черты одноэлектронной химической связи — это понижение полной энергии молекулярной системы по сравнению с энергией изолированных атомов и атомных фрагментов, из которых она образована, а также существенное перераспределение электронной плотности в области одноэлектронной химической связи по сравнению с простым наложением электронной плотности атома и атомного фрагмента, сближенных на расстоянии связи.
Поведение электрона в одноэлектронной химической связи определяется законами квантовой механики и описывается уравнением Шрёдингера с учётом статистической интерпретации волновой функции М. Борна. В одноэлектронной химической связи силы отталкивания (Fотт) двух положительно заряженных ядер атомов (n+) компенсируется силой притяжения к единственной отрицательно заряженной элементарной частице — электрону (e-).
Одноэлектронная химическая связь выпадает за рамки как электронной теории химической связи Льюиса, так и теории валентных связей, так как в одноэлектронной химической связи нет ни электронной пары (дублета электронов), ни перекрытия атомных орбиталей, ни взаимодействия спинов электронов.
Механизм образования одноэлектронной химической связи описывается в рамках теории молекулярных орбиталей:
Таким образом, в рамках теории молекулярных орбиталей плотность заряда в молекуле H2+ состоит из плотностей сферически симметричных зарядов, окружающих каждое ядро, и эллипсоидальной плотности заряда перекрывания; последний обусловлен произведением атомных орбиталей к и велик лишь там, где они имеют достаточно большие значения и сильно перекрываются.[1]
Длина одноэлектронной химической связи в молекулярном ионе водорода H2+, численно равная межъядерному расстоянию, составляет 1,06 Å [2] и равна удвоенному боровскому радиусу a0 = 0,53 Å — наиболее вероятному радиусу электронной оболочки атома водорода в стабильном состоянии. Таким образом, одноэлектронная химическая связь в молекулярном ионе водорода H2+ образуется как бы касанием двух электронных оболочек атома водорода (рис. 2). Если в двухэлектронной ковалентной химической связи половина её длины определяла ковалентный радиус атома, то в одноэлектронной химической связи половина её длины определяет орбитальный радиус атома.