A szénatom hibridizációjának típusai szerves vegyületekben. Elektronpályák és molekuláris geometria hibridizációja

Utasítás

Tekintsük a legegyszerűbb telített szénhidrogén, a metán molekuláját. Így néz ki: CH4. A molekula térbeli modellje egy tetraéder. A szénatom négy hidrogénatommal alkot kötést, amelyek hosszúságukban és kötési energiájukban teljesen azonosak. Ezekben a fenti példa szerint 3 - P elektron és 1 S - elektron vesz részt, amelyek pályája a történtek hatására kezdett pontosan megfelelni a másik három elektron pályájának. Az ilyen típusú hibridizációt sp^3 hibridizációnak nevezik. Minden végső dolog velejárója.

De a telítetlenek legegyszerűbb képviselője az etilén. Képlete a következő: C2H4. Milyen típusú hibridizáció rejlik az anyag molekulájában lévő szénben? Ennek eredményeként három orbitál képződik aszimmetrikus "nyolcas" formájában, amelyek egy síkban 120 ^ 0 -os szöget zárnak be egymással. 1 - S és 2 - P elektronok alkották őket. Az utolsó 3. P - az elektron nem változtatta meg a pályáját, vagyis a helyes "nyolc" formájában maradt. Az ilyen típusú hibridizációt sp^2 hibridizációnak nevezik.

Hogyan jönnek létre a kötések egy molekulában? Minden atom két hibridizált pályája lépett be két hidrogénatommal. A harmadik hibridizált orbitális összeköttetést képezett a másik azonos pályájával. A fennmaradó P pályák? A molekula síkjának mindkét oldalán "vonzanak" egymáshoz. A szénatomok között kötés jött létre. Ezek az atomok „kettős” kötéssel, amelyekben az sp ^ 2 velejárója.

És mi történik az acetilén molekulában vagy? Képlete a következő: C2H2. Mindegyik szénatomban csak két elektron megy keresztül hibridizáción: 1 - S és 1 - P. A másik kettő megtartotta pályáját "szabályos nyolcasok" formájában, amelyek átfedik egymást "a molekula síkjában és annak két oldalán". Ezért ezt a típusú hibridizációt sp - hibridizációnak nevezik. A hármas kötéssel rendelkező atomokban rejlik.

Minden a szavak egy adott nyelven létező több csoportra osztható. Ez fontos mind a jelentés, mind a nyelvtani funkciók meghatározásakor. a szavak... Egy bizonyosra hivatkozva típus, akkor is a szabályok szerint módosíthatod, ha még nem találkoztál vele. Elemtípusok a szavak a lexikológia a nyelv összetételével foglalkozik.

Szükséged lesz

  • - szöveg;
  • - szótár.

Utasítás

Válassza ki a szót, amelynek típusát meg szeretné adni. Egyik-másik szófajhoz való tartozása még nem játszik szerepet, ahogy a mondatban betöltött formája, funkciója sem. Ez teljesen bármilyen szó lehet. Ha a feladatban nincs feltüntetve, írja le az elsőt, amelyik találkozik. Határozza meg, hogy egy objektumot, minőséget, műveletet nevez-e meg vagy sem. Ennél a paraméternél az összes a szavak szignifikánsra, névmásra, számokra, szolgálatra és közbeszólásra oszthatók. Az elsőre típus tartalmazza a főneveket, mellékneveket, igéket stb. Kijelölik a tárgyak, tulajdonságok és cselekvések nevét. A névadó funkcióval rendelkező szavak második típusa a névmás. A névadás lehetősége hiányzik a közbeszólásból és a szolgáltatástípusból. Ezek viszonylag kis szócsoportok, de mindenkiben benne vannak.

Határozza meg, hogy egy adott szó képes-e kifejezni egy fogalmat! Ez a funkció elérhető a szavak jelentős típusú egységek, mert ezek alkotják bármely nyelv fogalmi sorozatát. Bármely szám azonban a fogalmak kategóriájába tartozik, és ennek megfelelően ezt a funkciót is viseli. A hivatalos szavakban is van, de a névmások és a közbeszólások nem.

Gondold át, milyen lesz a szó, ha egy mondatban szerepel. Lehetséges? Bármely jelentőségteljes szó lehet. De ez a lehetőség adott a számnak is. De a szolgáltatás a szavak segéd szerepet játszanak, sem alany, sem, sem a mondat másodlagos tagjai, nem lehetnek, valamint a közbeszólások.

A kényelem érdekében négy, hatsoros oszlopból álló lemezt állíthat össze. A felső sorban adja meg a megfelelő oszlopokat a Szótípusok, Cím, Fogalom és Lehetek-e mondattag. Az első bal oldali oszlopba írja be a szófajták nevét, öt van belőlük. Határozza meg, hogy egy adott szónak milyen funkciói vannak, és melyek nem. Tegye a pluszjeleket és a megfelelő dobozokba. Ha mindhárom oszlopnak pluszja van, akkor ez jelentős típus. A névmás első és harmadik oszlopában, a második és harmadik oszlopban pluszjelek lesznek. Szolgáltatás a szavak csak a fogalmat tudják kifejezni, vagyis a második oszlopban egy plusz van. Az ellentétes közbeszólások mindhárom oszlopban mínuszok lesznek.

Kapcsolódó videók

A hibridizáció különböző fajták és fajták keresztezéséből származó hibridek – növények vagy állatok – előállításának folyamata. A hibrid (hibrida) szót a latin nyelvből "kereszt"-nek fordítják.

Hibridizáció: természetes és mesterséges

A hibridizációs folyamat azon alapul, hogy a különböző egyedekből származó különböző sejtek genetikai anyagát egy sejtben egyesítik. Megkülönbözteti az intraspecifikus és a távoli, amelyben különböző genomok kapcsolódása történik. A természetben természetes hibridizáció ment végbe, és továbbra is emberi részvétel nélkül történik. A növények egy fajon belüli kereszteződéssel változtak és fejlődtek, és új állatfajták és fajták jelentek meg. A szemszögből a DNS, a nukleinsavak hibridizációja, az atomi és az atomon belüli változások.

Az akadémiai kémiában a hibridizációt az atompályák anyagmolekuláiban végbemenő specifikus kölcsönhatásként értelmezik. De ez nem egy valós fizikai folyamat, hanem csak egy hipotetikus modell, egy fogalom.

Hibridek a növénytermesztésben

1694-ben a német tudós, R. Camerius javasolta a mesterséges fogadást. 1717-ben pedig az angol T. Fairchidl keresztezett először különböző típusú szegfűket. Manapság a növények fajlagos hibridizálását végzik annak érdekében, hogy magas hozamú vagy adaptált, például fagyálló fajtákat kapjanak. A formák és fajták hibridizálása a növénynemesítés egyik módszere. Így hatalmas számú modern mezőgazdasági növényfajtát hoztak létre.

Távoli hibridizáció esetén, amikor különböző fajok képviselőit keresztezik és különböző genomokat kombinálnak, a létrejövő hibridek a legtöbb esetben nem adnak utódokat, vagy rossz minőségű hibrideket hoznak létre. Éppen ezért nincs értelme a hibrid uborka magjait éretten a kertben hagyni, és minden alkalommal szaküzletben vásárolni.

Állattenyésztés

A világban természetes, fajon belüli és távoli hibridizáció is végbemegy. Az öszvéreket már ie 2000 évvel ezelőtt ismerték az emberek. És most az öszvért és a hínárt viszonylag olcsó munkaállatként használják a háztartásban. Igaz, az ilyen hibridizáció interspecifikus, ezért a hím hibridek szükségszerűen sterilen születnek. A nőstények viszont nagyon ritkán adhatnak utódokat.

Az öszvér egy kanca és egy szamár hibridje. A mén és egy szamár keresztezéséből nyert hibridet hinnynek nevezik. Az öszvéreket speciálisan tenyésztik. Magasabbak és erősebbek, mint egy hínár.

De a házikutya és a farkas keresztezése nagyon gyakori tevékenység volt a vadászok körében. Ezután a kapott utódokat további szelekciónak vetettük alá, ennek eredményeként új kutyafajtákat hoztak létre. Ma az állattenyésztés az állattenyésztés sikerének fontos eleme. A hibridizációt célirányosan, az adott paraméterekre fókuszálva végzik.

A szerves kémia alapfogalmai. A szén az összes elem közül kiemelkedik abban, hogy atomjai hosszú láncokban vagy ciklusokban kapcsolódhatnak egymással. Ez a tulajdonság teszi lehetővé, hogy a szén több millió vegyületet képezzen, amelyek tanulmányozása egy egész területre - a szerves kémiára - irányul.

A molekulák szerkezetének modern elmélete megmagyarázza mind a hatalmas számú szerves vegyületet, mind pedig e vegyületek tulajdonságainak kémiai szerkezetüktől való függését. Ezenkívül teljes mértékben megerősíti a kémiai szerkezet elméletének alapelveit, amelyet a kiváló orosz tudós, A. M. Butlerov dolgozott ki. (NEM TÉNY, MI SZÜKSÉGES).

A hibridizáció (kémia) a molekulákban lévő atompályák specifikus kölcsönhatása.

Az atomok (az elemeknek nevezett legegyszerűbb vegyszerek lehető legkisebb részecskéi) a körülöttük keringő atommagokból és elektronokból állnak. Az elektronok nem éppen testtestek, hanem hullámok is, tehát egyfajta felhőt képeznek az atommagok körül (egy olyan tér, amelyben az elektronok "élnek"). Ha az egyik elektron felhője átfedésben van egy másik felhővel, akkor hibridizáció fordulhat elő - az elektronfelhők egyesülnek, és két elektron kezd "lakni" egy közös felhőben. Mivel ezek az elektronok különböző atomokhoz tartoznak, az atomok kötődnek.

Orbitális hibridizáció- egy adott atom különböző, de energiájában közel álló pályáinak keveredésének koncepciója, azonos számú új, energiában és alakban azonos hibridpályák megjelenésével. Az atompályák hibridizációja akkor következik be, amikor az atomok között kovalens kötés jön létre. Az orbitális hibridizáció nagyon hasznos a molekuláris pályák alakjának magyarázatában, és a vegyértékkötés-elmélet szerves részét képezi.

Nagy molekulatömegű vegyületek kémiai átalakulásai. Polimer lebomlási reakciók. A pusztítás fajtái.

A polimer reakcióknak három típusa van:
- reakciók a polimerizáció mértékének megváltoztatása nélkül (polimer-analóg átalakulások);
- növekedéséhez vezető reakciók (strukturálás, blokk- és ojtott kopolimerizáció);
- a polimerizáció fokának csökkenéséhez vezető reakciók (láncszakadás a polimer roncsolása során).

Nézetek:

Vegyi megsemmisítés;

Oxidatív pusztulás;

Oxidatív destrukció figyelhető meg mind a heterolánc, mind a szénláncú polimerekben;

Pusztulás fizikai hatások hatására

Termikus pusztulás

Fotokémiai roncsolás

Megsemmisítés radioaktív sugárzás hatására. Az ionizáló sugárzás hatására a polimerek mélyreható kémiai és szerkezeti változásokon mennek keresztül, ami a fizikai-kémiai és fizikai-mechanikai tulajdonságok megváltozásához vezet.


Mechanokémiai roncsolás

5-ös számú jegy

1.Az atompályák hibridizációjának típusai szerves vegyületekben. sp 3 -, sp 2 -, sp - hibridizáció.

Atompálya Olyan függvény, amely leírja az elektronfelhő sűrűségét a tér minden pontjában az atommag körül.

Hibridizációs típusok

Sp-hibridizáció

Akkor fordul elő, ha egy s- és egy p-pálya keveredik. Két egyenértékű sp-atomi pálya keletkezik, amelyek lineárisan 180 fokos szöget zárnak be, és a szénatom magjából különböző irányokba irányulnak. A fennmaradó két nem hibrid p-pálya egymásra merőleges síkban helyezkedik el, és részt vesz a π-kötések kialakításában, vagy magányos elektronpárokban vesz részt.

sp 2 -hibridizáció

Akkor fordul elő, ha egy s és két p pálya keveredik. Három hibrid pályát képeznek, amelyek tengelyei ugyanabban a síkban helyezkednek el, és a háromszög csúcsaira irányulnak 120 fokos szögben. A nem hibrid p-atomi pálya merőleges a síkra, és általában részt vesz a π-kötések kialakításában

sp 3 -hibridizáció

Akkor fordul elő, ha egy s- és három p-pálya keveredik, négy azonos alakú és energiájú sp3-hibrid pályát hozva létre. Négy σ-kötést képezhetnek más atomokkal, vagy megtelhetnek magányos elektronpárokkal.

Az sp3-hibrid pályák tengelyei egy szabályos tetraéder csúcsai felé irányulnak. A köztük lévő tetraéder szög 109° 28", ami az elektronok legalacsonyabb taszító energiájának felel meg. Ezenkívül az sp3-pályák négy σ-kötést képezhetnek más atomokkal, vagy megtelhetnek magányos elektronpárokkal.

Az átfedés jellege szerint megkülönböztetik a σ- és a pi-kötéseket - π. σ-kötés- ez egy kötés, amelyben az atompályák átfedése következik be az atommagokat összekötő tengely mentén... A szigma kötést minden típusú pálya létrehozhatja. Egy kémiai részecskében két atom között lehetséges csak egy σ-kötés... Átfedés a kötés tengelyére merőleges párhuzamos atompályákπ-kötések jönnek létre. Pi-Link: a Sigma Link kiegészítője. Egyetlen hivatkozás mindig szigma hivatkozás. Kettős kötés – 1 szigma és 1 pi kötésből áll. Hármas kötés: 1 szigma és 2 pi kötés.
Egyetlen (σ) Dupla (σ + π) Háromszoros (σ + π + π)
С – С С – Н С – О H – Cl C = O C = C O = O С≡С С≡N N≡N


Hibridizáció

Ha egy atom EQUAL BONDS segítségével kötődik más atomokhoz, de kialakulásukban különböző típusú pályák vesznek részt, akkor a HIBRIDIZÁLÁS módszerét alkalmazzuk.

Példa:A CH 4 molekula szabályos tetraéder alakú, amelyben mind a 4 kötés azonos hosszúságú, erősségű és azonos szöget zár be egymással.

Egy négyértékű szénatomban azonban az elektronok három p-pályán és egy s-pályán helyezkednek el. Különböző energiájúak, formájúak és eltérő helyen helyezkednek el a térben.

Magyarázatként a HIBRIDIZÁLÁS fogalmát használjuk:

Négy atompályából 4 új keletkezik,

hibrid pályák, amelyek a térben EGYMÁS LEGNAGYOBB TÁVOLSÁGRA helyezkednek el. Ez egy szabályos tetraéder, a kötések közötti szögek 109 ° 29'.

Mivel egy s és három p-héj négy kötés kialakításában vesz részt, ezt a típusú hibridizációt jelöljük. sp 3

A hibridizációban részt vevő pályák számától és típusától függően a következő hibridizációs típusokat különböztetjük meg:

1) sp-hibridizáció. Egy s-pálya és egy p-pálya érintett. A molekula lineáris szerkezetű, a kötésszöge 180 0.

2) sp 2 -hibridizáció. Egy s-pálya és két p-pálya érintett. A molekula síkban helyezkedik el (a hibrid pályák végei egy egyenlő oldalú háromszög csúcsaira irányulnak), a kötési szög 120 0.

3) sp 3 -hibridizáció. Egy s-pálya és három p-pálya érintett. A molekula tetraéder alakú, a kötésszöge 109,28 0.

Hogyan határozzuk meg a hibridizáció típusát?

1. A hibridizáció szigma kötéseket és EGYEDI IONPÁROKAT foglal magában.

2. A részt vevő szigma kötéspályák + elektronpárok száma = a hibridpályák száma és meghatározza a hibridizáció típusát.

Gyakorlat: határozza meg a foszgénmolekulában lévő szénatom hibridizációjának típusát.

O = C - Cl

1) a szén 2 egyszeres kötést (ezek szigma kötések) és egy kettős kötést (szigma + pi) alkot, ezeknek a kötéseknek a kialakításában a szén mind a 4 elektronja részt vesz.

2) így HÁROM SIGMA kötés vesz részt a hibridizációban. azt sp 2 - hibridizáció, a molekulának megvan a formája lapos háromszög. A pi-link ennek a háromszögnek a síkjára merőlegesen helyezkedik el.

HIBRIDIZÁLÁS- ez az energiában közel álló, közös szimmetriaelemekkel rendelkező molekulapályák közötti kölcsönhatás jelensége kisebb energiájú hibrid pályák kialakulásával.

Minél teljesebben fedik át egymást a kémiai kötésben részt vevő elektronfelhők a térben, annál kevesebb energiával rendelkeznek az átfedő régióban lévő és kötést létrehozó elektronok, és annál erősebb a kémiai kötés ezen atomok között.

Néha az atomok közötti kötés erősebb a számítottnál. Feltételezzük, hogy az atompálya olyan alakot vesz fel, amely lehetővé teszi, hogy teljesebben átfedje a szomszédos atom pályájával. Egy atomi pálya csak akkor változtathatja meg alakját, ha ugyanazon atom más, eltérő szimmetriájú atomi pályáival kombinálódik. A különböző pályák (s, p, d) kombinációja következtében új köztes atomipályák jelennek meg, melyek ún. hibrid .

A különböző atomi pályák átrendeződését új pályák alakra átlagolva nevezzük hibridizáció .

A hibrid pályák száma megegyezik az eredetiek számával. Tehát az s- és p-pályák kombinációjával (sp-hibridizáció) két hibrid pálya jelenik meg, amelyek 180°-os szöget zárnak be egymással, 3. ábra, táblázat. 5. és 6.

(s + p) -pályák Két sp - pályák Két sp-hibrid

pályák

3. ábra - sp - Valenciapályák hibridizációja


6. táblázat - Hibridpályák kialakulása


7. táblázat - Néhány V és VI periódusú molekula kialakulása

A hibrid pályák elektronjai által létrehozott kémiai kötés erősebb, mint a nem hibrid pályák elektronjainak részvételével létrejövő kötés, mivel a hibridizáció során nagyobb mértékben lép fel átfedés. A hibrid pályák csak s-kötéseket alkotnak.

A hasonló energiájú pályák hibridizáción eshetnek át. Az alacsony nukleáris töltésű atomoknál csak s– és p –pálya alkalmas hibridizációra. Ez leginkább a II - VI csoportok második periódusának elemeire jellemző, tab. 6. és 7.

Csoportosan fentről lefelé az atom sugarának növekedésével a kovalens kötések kialakításának képessége gyengül, az s - és p-elektronok energiáinak különbsége nő, hibridizációjuk lehetősége csökken.

A kötésképzésben részt vevő elektronpályák és ezek térbeli orientációja határozzák meg a molekulák geometriai alakját.

Lineáris molekulaforma. A lineáris molekula alakú vegyületek átfedéssel jönnek létre:

1. Két s– orbitál (s - s kötés): Н 2, Na 2, K 2 stb.

2. s - és p – pályák (s - p kötés): HC1, HBr stb.

3. Két p - orbitál (p - p kötés): F 2, C1 2, Br 2 stb.

s – s s – p р – р

4. ábra - Lineáris molekulák

A molekulák lineáris formáját a II. csoport egyes elemeinek hidrogén- vagy halogénatomos (BeH 2, BeG 2, ZnG 2) atomjai is alkotják. Tekintsük a BeCl 2 molekulák képződését. A gerjesztett állapotban lévő berillium atomnak két párosítatlan elektronja van (2s l és 2p 1), ezért sp-hibridizáció megy végbe, amelyben két sp-hibrid pálya jön létre, amelyek egymáshoz képest 180°-os szöget zárnak be (lásd orbitális hibridizáció). Amikor a berillium kölcsönhatásba lép halogénekkel, a berillium atom két sp-hibrid pályája átfedésben van két klóratom p-pályájával, ami egy lineáris molekulát eredményez. 5.

5. ábra - BeCl 2 lineáris molekula

Molekulák háromszög alakú bór- és alumínium-halogenidek képződése során megy végbe. Egy gerjesztett bot atomnak három párosítatlan elektronja van (2s 1 és 2p 2). Ha kémiai kötések jönnek létre, akkor sp 2 hibridizáció következik be, és három sp 2 - hibrid pálya jön létre, amelyek ugyanabban a síkban helyezkednek el, és egymáshoz orientálódnak. 120°-os szög, ábra. 6.

(s + p + p) - három sp 2 - hibrid

orbitális pálya

6. ábra - sp 2 - Valenciapályák hibridizációja (a) és

háromszög alakú molekula ВСl 3 (b)

Amikor a bór kölcsönhatásba lép a klórral, a bóratom három sp 2 -hibrid pályája átfedésben van három klóratom p-pályájával, ami egy lapos háromszög alakú molekulát eredményez. A ВСl 3 molekulában a kötési szög 120°.

Tetraéder molekulaforma jellemző a IV. csoport vegyületeire a fő alcsoport elemei halogénekkel, hidrogénnel. Tehát egy gerjesztett állapotban lévő szénatomnak négy párosítatlan elektronja van (2s 1 és 2p 3), ezért sp-hibridizáció megy végbe, amelyben négy hibrid pálya képződik, amelyek 109,28 ° -os szöget zárnak be egymással, 4. 7.

(s + p + p + p) - négy sp 3 -hibrid

orbitális pálya

7. ábra - sp 3 - Valenciapályák hibridizációja (a) és

tetraéder molekula CH 4 (b)

Ha egy szénatom négy sp 3 -hibrid pályája és négy hidrogénatom s-pályája átfedi egymást, tetraéderes metánmolekula keletkezik. A kötési szög 109,28°.

A molekulák geometriai alakzatai (lineáris, háromszög alakú, tetraéder) ideálisak(Gillespie-szabály).

A fenti vegyületekkel ellentétben a fő alcsoportok V és VI csoportjának elemeinek molekulái valencia magányos elektronpárokkal rendelkeznek, ezért a kötések közötti szögek kisebbnek bizonyulnak az ideális molekulákhoz képest.

Molekulák piramis alakú fő alcsoport V csoport elemeinek hidrogénvegyületeinek képződése során megy végbe. Ha kémiai kötés jön létre például a nitrogénatomon, valamint a szénatomon, akkor sp 3 -hibridizáció megy végbe, és négy sp 3 -hibrid pálya jön létre, amelyek 109,28 -os szöget zárnak be egymással. . De ellentétben a szénatommal a nitrogénatomnál nem csak egyelektronos pályák vesznek részt a hibridizációban(2p 3), hanem kételektronos is(2s 2). Ezért négy sp 3 -hibrid pályából háromnak van egy-egy elektronja (egyelektronos pálya), ezek a pályák három hidrogénatommal alkotnak kötést. A magányos elektronpárral rendelkező negyedik pálya nem vesz részt a kötés kialakításában. Az NH3 molekula piramis alakú, ábra. nyolc.

8. ábra - Piramis alakú ammónia molekula

A piramis tetején egy nitrogénatom, az alap sarkaiban (háromszög) pedig hidrogénatomok találhatók. A kötési szög 107,3°. A szög eltérése a tetraédertől (109,28°) a negyedik sp 3 -hibrid pályán lévő magányos elektronpár és a másik három pályán lévő kötőpárok közötti taszítás következménye, azaz. A magányos elektronpárral rendelkező sp 3 -hibrid pálya az N-H kötés másik három pályáját magától távolodva taszítja el, a szöget 107,3°-ra csökkentve.

A Gillespie-szabálynak megfelelően: ha a központi atom a harmadik vagy az azt követő periódus elemeihez tartozik, és a terminális atomok kevésbé elektronegatív elemekhez tartoznak, mint a halogének, akkor a kötések kialakulása tiszta p - pályákon és kötési szögeken keresztül történik. »90°-ossá válik, ezért a nitrogénanalógokban (P, As, Sb) nem figyelhető meg orbitális hibridizáció a hidrogénvegyületek molekuláiban. Például egy foszfinmolekula (PH 3) képződése során három párosítatlan p-elektron (3s 2 és 3p 3), amelyek elektronpályái három egymásra merőleges irányban helyezkednek el, valamint három hidrogénatom s-elektronjai. A kötések a p-pályák három tengelye mentén helyezkednek el. Az így létrejövő molekulák az NH 3 molekulákhoz hasonlóan piramis alakúak, de az NH 3 molekulával ellentétben a PH 3 molekulában a kötésszög 93,3°, az AsH 3 és SbH 3 vegyületekben pedig 91,8 és 91,3°, Ábra. 9 és tab. 4.

9. ábra - PH 3 molekula

A magányos elektronpár egy nem kötődő s-pályát foglal el.

A molekulák szögletes alakja a fő alcsoport VI. csoportjának elemeinek hidrogénvegyületeit képezik. Az V. csoportba tartozó elemek vegyületeiben a kötésképződés figyelembe vett jellemzői a VI. csoportba tartozó elemek hidrogénvegyületeire is jellemzőek. Tehát a vízmolekulában az oxigénatom, valamint a nitrogénatom sp 3 -hibridizációs állapotban van. A négy sp 3 -hibrid pálya közül kettőnek egy-egy elektronja van, ezek a pályák két hidrogénatommal alkotnak kötést.

A négy sp 3 -hibrid pálya közül a másik kettő magányos elektronpárt tartalmaz, és nem vesz részt a kötés kialakításában.

A Н 2 О molekula szögletes, a kötési szög 104,5 °. A szög eltérése a tetraéder szögétől még nagyobb mértékben a két magányos elektronpár taszítása miatt következik be, 2. ábra. tíz.

10. ábra - Szögletes vízmolekula

A molekulák szögalakja H 2 S, H 2 Se, H 2 Te, csak a az oxigén analógjai, a kötések kialakulása a kapcsolódó H 2 E-ben tiszta p-pályákon keresztül történik(Gillespie-szabály), tehát a kötési szögek »90°-osak. Tehát a H 2 S, H 2 Se, H 2 Te molekulákban ezek rendre egyenlők 92; 91; 89,5 °.

8. táblázat - A 2. periódus elemeinek hidrogénvegyületeinek molekulái

Sp-hibridizáció

sp-hibridizáció megy végbe például a Be, Zn, Co és Hg(II) halogenidek képződése során. Valencia állapotban minden fémhalogenid s és p-páratlan elektronokat tartalmaz a megfelelő energiaszinten. Amikor egy molekula képződik, egy s- és egy p-pálya két hibrid sp-pályát képez 180 ° -os szögben.

3. ábra sp hibrid pályák

A kísérleti adatok azt mutatják, hogy az összes Be, Zn, Cd és Hg(II) halogenid lineáris, és mindkét kötés azonos hosszúságú.

sp 2 -hibridizáció

Egy s-pálya és két p-pálya hibridizációja eredményeként három hibrid sp 2 -pálya jön létre, amelyek ugyanabban a síkban helyezkednek el, egymással 120°-os szöget zárva be. Ez például a BF3 molekula konfigurációja:

4. ábra sp 2 -hibridizáció

sp 3 -hibridizáció

Az sp 3 -hibridizáció a szénvegyületekre jellemző. Egy s-pálya és három hibridizáció eredményeként

p-pályákon négy hibrid sp 3 -pálya keletkezik, amelyek a tetraéder csúcsaira irányulnak, 109,5 o-os szöggel a pályák között. A hibridizáció abban nyilvánul meg, hogy a szénatom kötései teljes egyenértékűek a vegyületek más atomjaival, például CH 4, CCl 4, C (CH 3) 4 stb.

5. ábra sp 3 -hibridizáció

Ha minden hibrid pálya ugyanazokhoz az atomokhoz kapcsolódik, akkor a kötések nem különböznek egymástól. Más esetekben kis eltérések vannak a szabványos kötési szögektől. Például a H2O vízmolekulában az oxigén sp 3 -hibrid, amely egy szabálytalan tetraéder közepén helyezkedik el, amelynek csúcsaiban két hidrogénatom és két magányos elektronpár "néz" (2. ábra). A molekula alakja szögletes, ha az atomok középpontjából nézzük. A HOH kötési szög 105 о, ami meglehetősen közel áll a 109 о elméleti értékhez.

6. ábra sp 3 -oxigén- és nitrogénatomok hibridizációja a) H 2 O és b) NCl 3 molekulákban.

Ha a hibridizáció (az O-H kötések „illesztése”) nem történne meg, akkor a HOH kötési szög 90° lenne, mivel a hidrogénatomok két egymásra merőleges p-pályához kapcsolódnának. Ebben az esetben világunk valószínűleg teljesen másképp nézne ki.

A hibridizációs elmélet megmagyarázza az ammónia molekula geometriáját. A 2s és három 2p nitrogénpálya hibridizációja eredményeként négy hibrid sp 3 orbitál jön létre. A molekula konfigurációja egy torz tetraéder, amelyben három hibridpálya vesz részt a kémiai kötés kialakításában, a negyedik pedig egy elektronpárral nem. Az N-H kötések közötti szögek nem egyenlők 90°-kal, mint egy piramisban, de nem egyenlők 109,5°-kal, ami egy tetraédernek felel meg.

7. ábra sp 3 - hibridizáció az ammónia molekulában

Amikor az ammónia kölcsönhatásba lép egy hidrogénionnal, a donor-akceptor kölcsönhatás eredményeként ammóniumion képződik, amelynek konfigurációja tetraéder.

A hibridizáció megmagyarázza a szögletes vízmolekulában lévő O-H kötések közötti szögkülönbséget is. A 2s és három 2p oxigénpálya hibridizációja következtében négy hibrid sp 3 pálya jön létre, amelyek közül csak kettő vesz részt a kémiai kötés kialakításában, ami a tetraédernek megfelelő szög torzulásához vezet.

8. ábra sp 3 -hibridizáció a vízmolekulában

A hibridizáció nemcsak s és p, hanem d és f pályákat is magában foglalhat.

Sp 3 d 2 -hibridizációval 6 ekvivalens felhő képződik. Megfigyelhető olyan vegyületekben, mint a 4-, 4-. Ebben az esetben a molekula oktaéder konfigurációjú.

Betöltés ...Betöltés ...