Vrste hibridizacije atoma ugljika u organskim jedinjenjima. Hibridizacija elektronskih orbitala i molekularna geometrija

Instrukcije

Razmotrimo molekulu najjednostavnijeg zasićenog ugljikovodika, metana. Izgleda ovako: CH4. Prostorni model molekula je tetraedar. Atom ugljika formira veze sa četiri atoma vodika koje su apsolutno identične po dužini i energiji veze. U njima, prema gore navedenom primjeru, učestvuju 3 - P elektron i 1 S - elektron, čija je orbitala počela tačno odgovarati orbitalama ostala tri elektrona kao rezultat onoga što se dogodilo. Ova vrsta hibridizacije naziva se sp ^ 3 hibridizacija. Ono je svojstveno svemu krajnjem.

Ali najjednostavniji predstavnik nezasićenih je etilen. Njegova formula je sljedeća: C2H4. Koja je vrsta hibridizacije svojstvena ugljiku u molekuli ove tvari? Kao rezultat, formiraju se tri orbitale u obliku asimetričnih "osmica" koje leže u jednoj ravni pod uglom od 120 ^ 0 jedna prema drugoj. Nastali su od 1 - S i 2 - P elektrona. Posljednji 3. P - elektron nije promijenio svoju orbitalu, odnosno ostao je u obliku ispravne "osmice". Ova vrsta hibridizacije naziva se sp ^ 2 hibridizacija.

Kako nastaju veze u molekulu? Dvije hibridizirane orbitale svakog atoma ušle su sa dva atoma vodika. Treća hibridizovana orbitala formirala je vezu sa istom orbitalom druge. Jesu li preostale P orbitale? Oni su "privučeni" jedno drugom sa obe strane ravni molekula. Nastala je veza između atoma ugljika. To su atomi sa "dvostrukom" vezom kojima je svojstven sp ^ 2.

A šta se dešava u molekulu acetilena ili? Njegova formula je sljedeća: C2H2. U svakom atomu ugljika, samo dva elektrona prolaze kroz hibridizaciju: 1 - S i 1 - P. Druga dva su zadržala svoje orbitale u obliku "pravilnih osmica" koje se preklapaju "u ravni molekula i na obje strane molekule. Zbog toga se ova vrsta hibridizacije naziva sp - hibridizacija. On je svojstven atomima sa trostrukom vezom.

Sve riječi koji postoje na određenom jeziku mogu se podijeliti u nekoliko grupa. Ovo je važno pri definiranju značenja i gramatičkih funkcija. riječi... Upućujući to na određenog tip, možete ga modificirati u skladu s pravilima, čak i ako ga ranije niste upoznali. Tipovi elemenata riječi leksikologija se bavi sastavom jezika.

Trebaće ti

  • - tekst;
  • - rječnik.

Instrukcije

Odaberite riječ koju želite definirati. Njegova pripadnost jednom ili drugom dijelu govora još ne igra ulogu, kao ni oblik i funkcija u rečenici. To može biti apsolutno bilo koja riječ. Ako nije naznačeno u zadatku, zapišite prvi koji naiđe. Odredite da li to imenuje objekt, kvalitet, radnju ili ne. Za ovaj parametar, sve riječi dijele se na značajne, zamjeničke, brojeve, službene i međumetalne. Prvom tip uključuju imenice, prideve, glagole itd. Oni označavaju nazive predmeta, kvaliteta i radnji. Druga vrsta riječi koja ima funkciju imenovanja je pronominal. Sposobnost imenovanja je odsutna u vrstama interjekcija i usluga. To su relativno male grupe riječi, ali ih ima u svima.

Utvrdite da li je data riječ sposobna izraziti koncept. Ova funkcija je dostupna za riječi jedinice značajnog tipa, jer upravo one čine konceptualni niz bilo kojeg jezika. Međutim, bilo koji broj također pripada kategoriji koncepata, i, shodno tome, nosi i ovu funkciju. Službene riječi ga također imaju, ali zamjenice i međumetovi nemaju.

Razmislite kako će riječ biti ako se pojavi u rečenici. Može li biti? To može biti bilo koja riječ značajne vrste. Ali ova prilika postoji za, kao i za broj. Ali usluga riječi igraju pomoćnu ulogu, ni subjekat, ni, ni sporedni članovi rečenice, ne mogu biti, kao ni umetci.

Radi praktičnosti, možete napraviti ploču od četiri stupca od šest redova. U gornjem redu navedite odgovarajuće stupce za vrste riječi, naslov, koncept i mogu li biti član rečenice. U prvu lijevu kolonu upišite nazive vrsta riječi, ima ih pet. Odredite koje funkcije data riječ ima, a koju nema. Stavite pluseve i u odgovarajuće kutije. Ako sve tri kolone imaju pluseve, onda je ovo značajan tip. Pronominal će imati pluseve u prvom i trećem stupcu, u drugom i trećem. Servis riječi mogu samo izraziti koncept, odnosno imaju jedan plus u drugoj koloni. Suprotna ubacivanja u sve tri kolone biće minusi.

Povezani video zapisi

Hibridizacija je proces dobijanja hibrida - biljaka ili životinja, koji su nastali ukrštanjem različitih sorti i pasmina. Riječ hibrid (hibrida) sa latinskog jezika prevodi se kao "krst".

Hibridizacija: prirodna i umjetna

Proces hibridizacije zasniva se na kombinovanju genetskog materijala različitih ćelija različitih jedinki u jednoj ćeliji. Razlikuje intraspecifične i udaljene, u kojima dolazi do povezivanja različitih genoma. U prirodi, prirodna hibridizacija se odvijala i nastavlja da se dešava bez ljudskog učešća sve vreme. Ukrštanjem unutar jedne vrste biljke su se mijenjale i usavršavale i pojavile su se nove vrste i rase životinja. Sa stanovišta, dolazi do hibridizacije DNK, nukleinskih kiselina, promjena na atomskom i intra-atomskom nivou.

U akademskoj hemiji, hibridizacija se shvata kao specifična interakcija u molekulima materije atomskih orbitala. Ali ovo nije stvarni fizički proces, već samo hipotetički model, koncept.

Hibridi u biljnoj proizvodnji

Godine 1694. njemački naučnik R. Camerius predložio je umjetno primanje. A 1717. godine Englez T. Fairchidl je prvi put ukrstio različite vrste karanfila. Danas se provodi intraspecifična hibridizacija biljaka kako bi se dobile visokoprinosne ili prilagođene, na primjer, sorte otporne na mraz. Hibridizacija oblika i sorti jedna je od metoda oplemenjivanja biljaka. Tako je stvoren ogroman broj modernih sorti poljoprivrednih kultura.

Kod udaljene hibridizacije, kada se ukrštaju predstavnici različitih vrsta i kombinuju različiti genomi, nastali hibridi u većini slučajeva ne daju potomstvo ili daju hibride lošeg kvaliteta. Zato nema smisla ostavljati sjeme hibridnih krastavaca zrelim u vrtu, a svaki put ih kupovati u specijaliziranoj trgovini.

Uzgoj životinja

U svijetu se također odvija prirodna hibridizacija, kako intraspecifična tako i udaljena. Mazge su bile poznate ljudima još dvije hiljade godina prije nove ere. A sada se mazga i košuta koriste u domaćinstvu kao relativno jeftina radna životinja. Istina, takva hibridizacija je interspecifična, pa se muški hibridi rađaju nužno sterilni. Ženke, s druge strane, vrlo rijetko mogu dati potomstvo.

Mazga je hibrid kobile i magarca. Hibrid dobijen ukrštanjem pastuha i magarca naziva se hini. Mazge su posebno uzgajane. Viši su i jači od košulje.

Ali ukrštanje domaćeg psa s vukom bila je vrlo česta aktivnost među lovcima. Zatim je dobiveno potomstvo podvrgnuto daljnjoj selekciji, kao rezultat toga, stvorene su nove pasmine pasa. Danas je uzgoj životinja važna komponenta uspjeha stočarske industrije. Hibridizacija se sprovodi svrsishodno, sa fokusom na zadate parametre.

Osnovni pojmovi organske hemije. Ugljik se ističe među svim elementima po tome što se njegovi atomi mogu međusobno vezati u dugim lancima ili ciklusima. Upravo ovo svojstvo omogućava ugljeniku da formira milione jedinjenja, čije je proučavanje posvećeno čitavom polju - organskoj hemiji.

Moderna teorija strukture molekula objašnjava kako ogroman broj organskih spojeva tako i ovisnost svojstava ovih spojeva o njihovoj kemijskoj strukturi. Takođe u potpunosti potvrđuje osnovne principe teorije hemijske strukture koju je razvio istaknuti ruski naučnik A.M. Butlerov. (NIJE ČINJENICA ŠTO JE POTREBNO).

Hibridizacija (hemija) je specifična interakcija atomskih orbitala u molekulima.

Atomi (najmanja moguća čestica bilo koje od najjednostavnijih hemikalija zvanih elementi) se sastoje od jezgara i elektrona koji kruže oko njih. Elektroni nisu baš tjelešci, već i valovi, pa formiraju neku vrstu oblaka oko jezgara atoma (neki prostor u kojem elektroni "žive"). Ako se oblak jednog elektrona preklapa sa oblakom drugog, tada može doći do hibridizacije - oblaci elektrona se kombinuju i dva elektrona počinju da "borave" u jednom zajedničkom oblaku. Pošto ovi elektroni pripadaju različitim atomima, atomi postaju povezani.

Orbitalna hibridizacija- koncept miješanja različitih, ali bliskih po energiji, orbitala datog atoma, uz nastanak istog broja novih hibridnih orbitala, identičnih po energiji i obliku. Hibridizacija atomskih orbitala nastaje kada se između atoma javlja kovalentna veza. Orbitalna hibridizacija je vrlo korisna u objašnjavanju oblika molekularnih orbitala i sastavni je dio teorije valentne veze.

Hemijske transformacije spojeva visoke molekularne težine. Reakcije razgradnje polimera. Vrste razaranja.

Postoje tri vrste polimernih reakcija:
- reakcije bez promjene stepena polimerizacije (polimer-analogne transformacije);
- reakcije koje dovode do njegovog povećanja (strukturiranje, blok i graft kopolimerizacija);
- reakcije koje dovode do smanjenja stepena polimerizacije (puknuće lanca tokom destrukcije polimera).

Pregledi:

Hemijsko uništavanje;

Oksidativna destrukcija;

Oksidativna destrukcija je uočena i u heterolančanim i u ugljikovim lančanim polimerima;

Uništavanje pod uticajem fizičkih uticaja

Termička destrukcija

Fotohemijsko uništavanje

Uništavanje pod uticajem radioaktivnog zračenja. Pod uticajem jonizujućeg zračenja, polimeri prolaze kroz duboke hemijske i strukturne promene, što dovodi do promene fizičko-hemijskih i fizičko-mehaničkih svojstava.


Mehanohemijsko uništavanje

Ulaznica broj 5

1.Vrste hibridizacije atomskih orbitala u organskim jedinjenjima. sp 3 -, sp 2 -, sp - hibridizacija.

Atomska orbitala To je funkcija koja opisuje gustoću elektronskog oblaka u svakoj tački u prostoru oko jezgra atoma.

Tipovi hibridizacije

Sp-hibridizacija

Javlja se kada su jedna s- i jedna p-orbitala pomiješane. Formiraju se dvije ekvivalentne sp-atomske orbitale, smještene linearno pod uglom od 180 stepeni i usmjerene u različitim smjerovima od jezgra atoma ugljika. Dve preostale nehibridne p-orbitale nalaze se u međusobno okomitim ravninama i učestvuju u formiranju π-veza, ili su uključene u usamljene elektronske parove.

sp 2 -hibridizacija

Javlja se kada su jedna s i dvije p orbitale pomiješane. Formiraju se tri hibridne orbitale sa osama koje se nalaze u istoj ravni i usmjerene su na vrhove trougla pod uglom od 120 stepeni. Nehibridna p-atomska orbitala je okomita na ravan i po pravilu učestvuje u formiranju π-veza

sp 3 -hibridizacija

Nastaje kada se jedna s- i tri p-orbitale pomiješaju, formirajući četiri sp3-hibridne orbitale jednakog oblika i energije. Oni mogu formirati četiri σ-veze s drugim atomima ili biti ispunjeni usamljenim parovima elektrona.

Osi sp3-hibridnih orbitala usmjerene su prema vrhovima pravilnog tetraedra. Tetraedarski ugao između njih je 109°28", što odgovara najnižoj odbojnoj energiji elektrona. Takođe, sp3-orbitale mogu formirati četiri σ-veze sa drugim atomima ili biti ispunjene usamljenim parovima elektrona.

Po prirodi preklapanja razlikuju se sigma σ- i pi-veze - π. σ-veza- to je veza u kojoj dolazi do preklapanja atomskih orbitala duž ose koja povezuje atomska jezgra... Sigma vezu mogu formirati sve vrste orbitala. Između dva atoma u hemijskoj čestici je moguće samo jedna σ-veza... Preklapanje paralelne atomske orbitale okomite na os veze formiraju se π-veze. Pi-Link: Komplementaran Sigma Linku. Jedna veza je uvijek sigma veza. Dvostruka veza - sastoji se od 1 sigma i 1 pi veze. Trostruka veza: 1 sigma i 2 pi veze.
samac (σ) duplo (σ + π) trostruko (σ + π + π)
S – S S – N S – O H – Cl C = O C = C O = O S≡S S≡N N≡N


Hibridizacija

Ako je atom vezan za druge atome JEDNAKIM VEZAMA, ali su različite vrste orbitala uključene u njihovo formiranje, tada se koristi metoda HIBRIDIZACIJE.

primjer:CH 4 molekul ima oblik pravilnog tetraedra, u kojem sve 4 veze imaju istu dužinu, snagu i nalaze se pod istim uglovima jedna prema drugoj.

Međutim, u četverovalentnom atomu ugljika, elektroni se nalaze u tri p-orbitale i jednoj s-orbitali. Različiti su po energiji, obliku i različito se nalaze u prostoru.

Za objašnjenje se koristi koncept HIBRIDIZACIJE:

Od četiri atomske orbitale formiraju se 4 nove,

hibrid orbitale, koje se u svemiru nalaze NA MAKSIMALNOJ JEDNU OD DRUGOG UDALJENOSTI. To je pravilan tetraedar, uglovi između veza su 109°29´.

Pošto jedna s i tri p-ljuske učestvuju u formiranju četiri veze, ova vrsta hibridizacije se označava sp 3

U zavisnosti od broja i vrste orbitala koje učestvuju u hibridizaciji, razlikuju se sledeće vrste hibridizacije:

1) sp-hibridizacija. Uključena je jedna s-orbitala i jedna p-orbitala. Molekul ima linearnu strukturu, ugao veze je 180 0.

2) sp 2 -hibridizacija. Uključena je jedna s-orbitala i dvije p-orbitale. Molekul se nalazi u ravni (krajevi hibridnih orbitala usmjereni su na vrhove jednakostraničnog trougla), ugao veze je 120 0.

3) sp 3 -hibridizacija. Uključena je jedna s-orbitala i tri p-orbitale. Molekul ima tetraedarski oblik, ugao veze je 109,28 0.

Kako odrediti vrstu hibridizacije?

1. Hibridizacija uključuje sigma veze i INDIVIDUALNE JONSKE PAROVE.

2. Ukupan broj uključenih orbitala sigma veze + parovi elektrona = broj hibridnih orbitala i određuje vrstu hibridizacije.

vježba: odrediti vrstu hibridizacije atoma ugljika u molekuli fozgena.

O = C - Cl

1) ugljenik formira 2 jednostruke veze (ovo su sigma veze) i jednu dvostruku vezu (sigma + pi).Sva 4 elektrona ugljenika učestvuju u formiranju ovih veza.

2) tako će u hibridizaciji učestvovati TRI SIGMA veze. to sp 2 - hibridizacija, molekul ima oblik ravan trougao. Pi-link se nalazi okomito na ravan ovog trougla.

HIBRIDIZACIJA- ovo je fenomen interakcije između molekularnih orbitala, koje su bliske po energiji i imaju zajedničke elemente simetrije, sa formiranjem hibridnih orbitala sa nižom energijom.

Što se elektronski oblaci koji učestvuju u hemijskoj vezi potpunije preklapaju jedni s drugima u prostoru, to manje energije poseduju elektroni u području preklapanja i stvaraju vezu, a hemijska veza između ovih atoma je jača.

Ponekad je veza između atoma jača nego što je izračunato. Pretpostavlja se da atomska orbitala poprimi oblik koji joj omogućava da se potpunije preklapa s orbitalom susjednog atoma. Atomska orbitala može promijeniti svoj oblik samo kombinacijom s drugim atomskim orbitalama različite simetrije istog atoma. Kao rezultat kombinacije različitih orbitala (s, p, d), pojavljuju se nove srednje atomske orbitale koje se nazivaju hibrid .

Preuređenje različitih atomskih orbitala u nove orbitale prosječne po obliku naziva se hibridizacija .

Broj hibridnih orbitala jednak je broju originalnih. Dakle, kombinacijom s- i p-orbitala (sp-hibridizacija) pojavljuju se dvije hibridne orbitale, koje su orijentirane pod uglom od 180° jedna prema drugoj, sl. 3, tabela. 5 i 6.

(s + p) -orbitale Dva sp - orbitale Dva sp-hibrida

orbitale

Slika 3 - sp - Hibridizacija valentnih orbitala


Tabela 6 - Formiranje hibridnih orbitala


Tabela 7 - Formiranje nekih molekula V i VI perioda

Hemijska veza koju formiraju elektroni hibridnih orbitala je jača od veze u kojoj učestvuju elektroni nehibridnih orbitala, budući da se preklapanje u većoj mjeri događa tokom hibridizacije. Hibridne orbitale formiraju samo s-veze.

Orbitale sa sličnim energijama mogu biti podvrgnute hibridizaciji. Za atome sa malim nuklearnim nabojem, samo s– i p–orbitale su pogodne za hibridizaciju. Ovo je najtipičnije za elemente drugog perioda II - VI grupe, tab. 6 i 7.

U grupama od vrha do dna s povećanjem radijusa atoma, sposobnost stvaranja kovalentnih veza slabi, razlika u energijama s - i p-elektrona se povećava, a mogućnost njihove hibridizacije se smanjuje.

Orbitale elektrona uključene u formiranje veze i njihova prostorna orijentacija određuju geometrijski oblik molekula.

Linearni molekularni oblik. Jedinjenja linearnog molekularnog oblika nastaju preklapanjem:

1. Dvije s– orbitale (s - s veza): N 2, Na 2, K 2 itd.

2. s - i p – orbitale (s - p veza): HC1, HBr, itd.

3. Dve p - orbitale (p - p veza): F 2, C1 2, Br 2 itd.

s – s s – p r – r

Slika 4 - Linearni molekuli

Linearni oblik molekula formiraju i atomi nekih elemenata grupe II sa atomima vodonika ili halogena (BeH 2, BeG 2, ZnG 2). Razmotrimo formiranje molekula BeCl 2. Atom berilija u pobuđenom stanju ima dva nesparena elektrona (2s l i 2p 1), stoga dolazi do sp-hibridizacije u kojoj se formiraju dvije sp-hibridne orbitale, smještene pod kutom od 180 ° jedna u odnosu na drugu (vidi orbitalnu hibridizacija). Kada berilij stupi u interakciju sa halogenima, dvije sp-hibridne orbitale atoma berilija se preklapaju s p-orbitalama dva atoma klora, što rezultira linearnom molekulom, sl. 5.

Slika 5 - Linearni molekul BeCl 2

Trokutasti oblik molekula odvija se tokom formiranja borovih i aluminijumskih halogenida. Pobuđeni bot atom ima tri nesparena elektrona (2s 1 i 2p 2).Kada se formiraju hemijske veze, dolazi do sp 2 hibridizacije i formiraju se tri sp 2 - hibridne orbitale, koje leže u istoj ravni i orijentisane su jedna prema drugoj na ugao od 120°, sl. 6.

(s + p + p) - tri sp 2 - hibrid

orbital orbital

Slika 6 - sp 2 - Hibridizacija valentnih orbitala (a) i

trouglasti molekul VSl 3 (b)

Kada bor stupi u interakciju sa hlorom, tri sp 2 -hibridne orbitale atoma bora se preklapaju sa p-orbitalama tri atoma hlora, što rezultira molekulom koja ima oblik ravnog trokuta. Ugao veze u molekulu VSl 3 je 120°.

Tetraedarski oblik molekule tipično za spojeve grupe IV elemenata glavne podgrupe sa halogenima, vodonikom. Dakle, atom ugljika u pobuđenom stanju ima četiri nesparena elektrona (2s 1 i 2p 3), stoga dolazi do sp-hibridizacije, u kojoj se formiraju četiri hibridne orbitale, smještene pod kutom od 109,28 ° jedna prema drugoj, sl. 7.

(s + p + p + p) - četiri sp 3 -hibrid

orbital orbital

Slika 7 - sp 3 - Hibridizacija valentnih orbitala (a) i

tetraedarska molekula SN 4 (b)

Kada se četiri sp 3 -hibridne orbitale atoma ugljika i s-orbitale od četiri atoma vodika preklapaju, formira se tetraedarska molekula metana. Ugao veze je 109,28°.

Razmatrani geometrijski oblici molekula (linearni, trouglasti, tetraedarski) su idealni(Gillespiejevo pravilo).

Za razliku od gornjih spojeva, molekuli elemenata grupa V i VI glavnih podgrupa imaju valentne usamljene parove elektrona, pa se uglovi između veza pokazuju manjim u odnosu na idealne molekule.

Piramidalni oblik molekula odvija se tokom formiranja vodoničnih jedinjenja elemenata V grupe glavne podgrupe. Kada se formira hemijska veza, na primjer, na atomu dušika, kao i na atomu ugljika, dolazi do sp 3 -hibridizacije i formiraju se četiri sp 3 - hibridne orbitale, koje su orijentirane pod uglom od 109,28 jedna prema drugoj . Ali za razliku od atoma ugljika na atomu dušika, ne samo jednoelektronske orbitale su uključene u hibridizaciju(2p 3), ali i dvoelektronski(2s 2). Dakle, od četiri sp 3 -hibridne orbitale, tri imaju po jedan elektron (jednoelektronska orbitala), te orbitale formiraju veze sa tri atoma vodika. Četvrta orbitala sa usamljenim parom elektrona ne učestvuje u formiranju veze. Molekul NH 3 ima oblik piramide, sl. osam.

Slika 8 - Piramidalni molekul amonijaka

Na vrhu piramide je atom dušika, a na uglovima (trouglu) baze su atomi vodonika. Ugao veze je 107,3°. Odstupanje ugla od tetraedrala (109,28°) nastaje zbog odbijanja između usamljenog para elektrona u četvrtoj sp 3 -hibridnoj orbitali i veznih parova u ostale tri orbitale, tj. Sp 3 -hibridna orbitala sa usamljenim parom elektrona odbija ostale tri orbitale N – H veze u pravcu od sebe, smanjujući ugao na 107,3°.

U skladu s Gillespiejevim pravilom: ako središnji atom pripada elementima trećeg ili narednih perioda, a terminalni atomi pripadaju manje elektronegativnim elementima od halogena, tada se formiranje veza vrši kroz čiste p - orbitale i vezne uglove postati »90°, dakle, u dušičnim analozima (P, As, Sb) orbitalna hibridizacija u molekulima vodikovih spojeva nije uočena. Na primjer, formiranje molekule fosfina (PH 3) uključuje tri nesparena p-elektrona (3s 2 i 3p 3), čije su orbitale elektrona smještene u tri međusobno okomita smjera, i s-elektrona tri atoma vodika. Veze se nalaze duž tri ose p-orbitala. Rezultirajući molekuli, poput molekula NH 3, imaju piramidalni oblik, ali za razliku od molekule NH 3, ugao veze u molekuli PH 3 je 93,3 °, a u jedinjenjima AsH 3 i SbH 3 91,8 odnosno 91,3 °, Fig. 9 i tab. 4.

Slika 9 - Molekul PH 3

Usamljeni par elektrona će zauzeti nevezujuću s-orbitalu.

Ugaoni oblik molekula formiraju vodonikova jedinjenja elemenata VI grupe glavne podgrupe. Razmatrana svojstva stvaranja veza u jedinjenjima elemenata V grupe karakteristična su i za jedinjenja vodonika iz grupe VI. Dakle, u molekuli vode, atom kiseonika, kao i atom azota, je u stanju sp 3 -hibridizacije. Od četiri sp 3 -hibridne orbite, dvije imaju po jedan elektron, te orbitale formiraju veze sa dva atoma vodika.

Druge dvije od četiri sp 3 -hibridne orbitale svaka sadrži usamljeni par elektrona i ne učestvuju u formiranju veze.

Molekul N 2 O ima ugaoni oblik, ugao veze je 104,5 °. Odstupanje ugla od tetraedarskog ugla je u još većoj meri posledica odbijanja od dva usamljena para elektrona, sl. deset.

Slika 10 - Ugaona molekula vode

Ugaoni oblik molekula je H 2 S, H 2 Se, H 2 Te, samo u analozi kiseonika, formiranje veza u povezanom H 2 E vrši se preko čistih p-orbitala(Gillespiejevo pravilo), tako da su uglovi veze »90°. Dakle, u molekulima H 2 S, H 2 Se, H 2 Te, oni su jednaki 92; 91; 89,5 °.

Tabela 8 - Molekuli vodonikovih jedinjenja elemenata 2. perioda

Sp-hibridizacija

sp-hibridizacija se odvija, na primjer, tokom formiranja halogenida Be, Zn, Co i Hg (II). U valentnom stanju, svi metalni halogenidi sadrže s i p-nesparene elektrone na odgovarajućem energetskom nivou. Kada se formira molekul, jedna s- i jedna p-orbitala formiraju dvije hibridne sp-orbitale pod uglom od 180°.

Slika 3 sp hibridne orbitale

Eksperimentalni podaci pokazuju da su svi Be, Zn, Cd i Hg(II) halogenidi linearni i da su obje veze iste dužine.

sp 2 -hibridizacija

Kao rezultat hibridizacije jedne s-orbitale i dvije p-orbitale, formiraju se tri hibridne sp 2-orbitale, smještene u istoj ravnini pod kutom od 120° jedna prema drugoj. Ovo je, na primjer, konfiguracija molekule BF 3:

Slika 4 sp 2 -hibridizacija

sp 3 -hibridizacija

sp 3 -hibridizacija je karakteristična za jedinjenja ugljenika. Kao rezultat hibridizacije jedne s-orbitale i tri

p-orbitale, formiraju se četiri hibridne sp 3 -orbitale, usmjerene na vrhove tetraedra sa uglom između orbitala od 109,5 o. Hibridizacija se očituje u potpunoj ekvivalentnosti veza atoma ugljika s drugim atomima u spojevima, na primjer, u CH 4, CCl 4, C (CH 3) 4, itd.

Slika 5 sp 3 -hibridizacija

Ako su sve hibridne orbitale vezane za iste atome, onda se veze ne razlikuju jedna od druge. U drugim slučajevima postoje mala odstupanja od standardnih veznih uglova. Na primjer, u molekuli vode H2O kisik je sp 3 -hibrid, smješten u središtu nepravilnog tetraedra, na čijim vrhovima "gledaju" dva atoma vodika i dva usamljena para elektrona (slika 2). Oblik molekule je ugaoni kada se posmatra iz centara atoma. Ugao veze HOH je 105o, što je sasvim blizu teoretskoj vrijednosti od 109o.

Slika 6 sp 3 -hibridizacija atoma kiseonika i azota u molekulima a) H 2 O i b) NCl 3.

Ako ne bi došlo do hibridizacije (“poravnanja” O-H veza), ugao veze HOH bio bi 90°, jer bi atomi vodika bili vezani za dvije međusobno okomite p-orbitale. U ovom slučaju, naš svijet bi vjerovatno izgledao potpuno drugačije.

Teorija hibridizacije objašnjava geometriju molekula amonijaka. Kao rezultat hibridizacije 2s i tri 2p orbitale dušika, formiraju se četiri hibridne sp 3 orbitale. Konfiguracija molekula je izobličeni tetraedar, u kojem tri hibridne orbitale sudjeluju u formiranju kemijske veze, a četvrta s parom elektrona ne. Uglovi između N-H veza nisu jednaki 90° kao u piramidi, ali nisu jednaki 109,5°, što odgovara tetraedru.

Slika 7 sp 3 - hibridizacija u molekulu amonijaka

Kada amonijak stupi u interakciju s vodikovim jonom, kao rezultat interakcije donor-akceptor, nastaje amonijev ion čija je konfiguracija tetraedar.

Hibridizacija također objašnjava razliku u kutu između O - H veza u ugaonoj molekuli vode. Kao rezultat hibridizacije 2s i tri 2p orbitale kisika, formiraju se četiri hibridne sp 3 orbitale, od kojih samo dvije učestvuju u formiranju kemijske veze, što dovodi do izobličenja kuta koji odgovara tetraedru.

Slika 8 sp 3 -hibridizacija u molekulu vode

Hibridizacija može uključivati ​​ne samo s i p, već i d i f orbitale.

Sa sp 3 d 2 -hibridizacijom, formira se 6 ekvivalentnih oblaka. Primećuje se u jedinjenjima kao što su 4-, 4-. U ovom slučaju, molekul ima konfiguraciju oktaedra.

Učitavanje ...Učitavanje ...