Хибридизацијасе нарекува хипотетички процес на мешање на различни видови, но блиски по енергија, орбитали на даден атом со појава на ист број нови (хибридни 1) орбитали, идентични по енергија и форма.

Хибридизацијата на атомските орбитали се јавува при формирање на ковалентни врски.

Хибридните орбитали имаат облик на тридимензионална асиметрична фигура осум, силно издолжена на едната страна од атомското јадро:.

Оваа форма предизвикува посилно преклопување на хибридните орбитали со орбитали (чисти или хибридни) на други атоми отколку во случајот со чисти атомски орбитали и доведува до формирање на посилни ковалентни врски. Затоа, енергијата потрошена за хибридизација на атомските орбитали е повеќе од компензирана со ослободување на енергија поради формирање на посилни ковалентни врски со учество на хибридни орбитали. Името на хибридните орбитали и типот на хибридизација се одредуваат според бројот и видот на атомските орбитали вклучени во хибридизацијата, на пример: сп-, сп 2 -, сп 3 -, сп 2 г- илисп 3 г 2 -хибридизација.

Насоченоста на хибридните орбитали, а со тоа и геометријата на молекулата, зависи од типот на хибридизација. Во пракса, инверзниот проблем обично се решава: прво, експериментално се утврдува геометријата на молекулата, по што се опишуваат видот и обликот на хибридните орбитали вклучени во нејзиното формирање.

сп -Хибридизација. Два хибридни сп- како резултат на взаемно одбивање, орбиталите се наоѓаат во однос на атомското јадро на таков начин што аголот меѓу нив е 180 ° (сл. 7).

Ориз. 7. Заемно распоредување во простор од двајца сп- хибридни орбитали од еден атом: а -површини кои покриваат области од просторот каде што веројатноста за присуство на електрон е 90%; б -условна слика.

Како резултат на овој распоред на хибридни орбитали, молекулите од составот AX 2, каде што A е централниот атом, имаат линеарна структура, односно ковалентните врски на сите три атоми се наоѓаат на една права линија. На пример, во држава сп- хибридизација се валентни орбитали на атомот на берилиум во молекулата BeCl 2 (сл. 8). Линеарна конфигурација поради сп- Хибридизации на валентни орбитали на атомите се забележани и кај BeH 2, Be (CH 3) 2, ZnCl 2, CO 2, HC≡N и низа други.

Ориз. 8. Триатомна линеарна молекула на берилиум хлорид BeCl 2 (во гасовита состојба): 1 - 3R-Орбитала на атом на Cl; 2 - два сп- хибридни орбитали на атомот Be.

с Р 2 -Хибридизација. Размислете за хибридизација на еден с- и два R-орбитали. Во овој случај, како резултат на линеарна комбинација од три орбитали, три хибридни сР 2 -орбитална. Тие се наоѓаат во иста рамнина под агол од 120 ° едни на други (слика 9). сР 2 -Хибридизацијата е карактеристична за многу соединенија на бор, кои, како што е прикажано погоре, во возбудена состојба имаат три неспарени електрони: еден с- и два Р-електрон. Преклопување сР 2 -орбитали на атомот на бор со орбиталите на другите атоми се формираат три ковалентни врски, еквивалентни по должина и енергија. Молекули во кои валентните орбитали на централниот атом се во состојба сР 2 -хибридизација, имаат триаголна конфигурација. Аглите помеѓу ковалентните врски се 120 °. Способни за сР 2 -хибридизација се валентни орбитали на атомите на бор во молекули BF 3, BC1 3, атоми на јаглерод и азот во CO 3 2 -, NO 3 - анјони.

Ориз. 9. Заемно распоредување во простор од три сР 2 -хибридни орбитали.

с Р 3 -Хибридизација. Супстанциите се многу распространети во молекулите од кои централниот атом содржи четири сР 3 -орбитали формирани како резултат на линеарна комбинација од една с- и три Р-орбитали. Овие орбитали се наоѓаат под агол од 109˚28 ′ една до друга и насочени кон темињата на тетраедарот, во чиј центар има атомско јадро (сл. 10 а).

Формирање на четири еквивалентни ковалентни врски поради преклопување сР 3 -орбитали со орбитали на други атоми е карактеристично за јаглеродните атоми и другите елементи од групата IVA; ова ја одредува тетраедарската структура на молекулите (CH 4, CC1 4, SiH 4, SiF 4, GeH 4, GeBr 4 итн.).

Ориз. 10. Влијание на неврзувачките електронски парови врз геометријата на молекулите:

а- метан (без неврзувачки електронски парови);

б- амонијак (еден неврзувачки електронски пар);

v- вода (два неврзувачки пара).

Хибридна орбита на осамени електронски парови леи . Во сите разгледани примери, хибридните орбитали биле „населени“ со единечни електрони. Сепак, не е невообичаено хибридна орбитала да биде „населена“ со електронски пар. Ова влијае на геометријата на молекулите. Бидејќи врз неврзувачкиот електронски пар влијае јадрото само на сопствениот атом, а врзниот електронски пар е под влијание на две атомски јадра, електронскиот пар што не се врзува е поблиску до атомското јадро отколку сврзувачкиот. Како резултат на тоа, неврзувачкиот електронски пар посилно ги одбива сврзувачките електронски парови отколку што се одбиваат еден со друг. Графички, за јасност, големата одбивна сила што дејствува помеѓу неврзувачките и сврзувачките електронски парови може да се прикаже како поголема електронска орбитала на неврзувачкиот пар. Неврзувачки електронски пар постои, на пример, во атомот на азот во молекулата на амонијак (сл. 10 б). Како резултат на интеракцијата со сврзувачките електронски парови, аглите на врската H-N-H се намалени на 107,78 ° во споредба со 109,5 ° типични за редовен тетраедар.

Уште поголема одбивност се доживува со поврзување на електронски парови во молекула на вода, каде што атомот на кислород има два неврзувачки електронски парови. Како резултат на тоа, аголот на врската H-O-H во молекулата на водата е 104,5 ° (сл. 10 v).

Ако неврзувачкиот електронски пар, како резултат на формирањето на ковалентна врска од механизмот донор-акцептор, се претвори во сврзувачки, тогаш одбивните сили помеѓу оваа врска и другите ковалентни врски во молекулата се изедначуваат; аглите меѓу овие врски се исто така подредени. Ова се случува, на пример, со формирање на амониум катјон:

Учество во хибридизација г -орбитали. Ако енергијата на атомската г- орбиталите не се разликуваат многу од енергиите с- и R-орбитали, тогаш тие можат да учествуваат во хибридизација. Најчестиот тип на хибридизација што вклучува г- орбитали е сР 3 г 2 - хибридизација, како резултат на која се формираат шест хибридни орбитали со еднаква форма и енергија (сл. 11 а), лоцирани под агол од 90˚ едни на други и насочени кон темињата на октаедарот, во чиј центар има атомско јадро. Октаедрон (сл. 11 б) – е правилен октаедар: сите рабови во него се со еднаква должина, сите лица се правилни триаголници.

Ориз. единаесет. сР 3 г 2 - Хибридизација

Поретки сР 3 г- хибридизација со формирање на пет хибридни орбитали (сл. 12 а) насочени кон темињата на тригоналната бипирамида (сл. 12 б). Тригонална бипирамида се формира со спојување на две рамнокраки пирамиди со заедничка основа - правилен триаголник. Задебелени потези на Сл. 12 бсе прикажани рабовите со еднаква должина. Геометриски и енергетски сР 3 г- хибридните орбитали се нееднакви: три „екваторијални“ орбитали се насочени кон темињата на правилен триаголник, а две „аксијални“ - нагоре и надолу нормално на рамнината на овој триаголник (сл. 12 v). Аглите помеѓу „екваторијалните“ орбитали се еднакви на 120 °, како кај сР 2 - хибридизација. Аголот помеѓу „аксијалната“ и која било од „екваторијалните“ орбитали е 90 °. Според тоа, ковалентните врски што се формираат со учество на „екваторијални“ орбитали се разликуваат по должина и енергија од врските во чие формирање се вклучени „аксијалните“ орбитали. На пример, во молекулата PC1 5, „аксијалните“ врски се долги 214 pm, а „екваторијалните“ се долги 202 pm.

Ориз. 12. сР 3 г- Хибридизација

Така, земајќи ги предвид ковалентните врски како резултат на преклопување на атомските орбитали, може да се објасни геометријата на добиените молекули и јони, што зависи од бројот и видот на атомските орбитали вклучени во формирањето на врските. Концептот на хибридизација на атомските орбитали, неопходно е да се разбере дека хибридизацијата е условна техника која ви овозможува визуелно да ја објасните геометријата на молекулата преку комбинација на AOs.

Задача 261.
Кои видови на хибридизација на јаглерод AO одговараат на формирање на молекули на CH 4, C 2 H 6, C 2 H 4, C 2 H 2?
Решение:
а) Во молекулите на CH 4 и C 2 H 6 Валентниот електронски слој на јаглеродниот атом содржи четири електронски парови:

Затоа, електронските облаци на јаглеродниот атом во молекулите CH 4, C 2 H 6 ќе бидат максимално оддалечени еден од друг за време на хибридизацијата sp3, кога нивните оски се насочени кон темињата на тетраедарот. Во овој случај, во молекулата CH 4, сите темиња на тетраедарот ќе бидат окупирани од атоми на водород, така што молекулата CH4 има тетраедарска конфигурација со јаглероден атом во центарот на тетраедарот. Во молекулата C 2 H 6, атомите на водород заземаат три темиња на тетраедарот, а заеднички електронски облак од друг јаглероден атом е насочен кон четвртото теме, т.е. два јаглеродни атоми се поврзани еден со друг. Ова може да се претстави со дијаграми:

б) Во молекулата C 2 H 4, валентниот електронски слој на јаглеродниот атом, како во молекулите CH 4, C 2 H 6. содржи четири електронски парови:

При формирањето на C 2 H 4, се формираат три ковалентни врски според вообичаениот механизам, т.е. се - врски, и една - - врска. Кога се формира молекула C 2 H 4, секој јаглероден атом има два атоми на водород - врски и едни со други две врски, една - и една - врски. Хибридните облаци кои одговараат на овој тип на хибридизација се наоѓаат во јаглеродниот атом така што интеракцијата помеѓу електроните е минимална, т.е. колку што е можно подалеку. Овој распоред на јаглеродни атоми (две двојни врски помеѓу јаглеродни атоми) е карактеристичен за sp 2 -хибридизација на јаглеродни AOs. За време на sp 2 хибридизацијата, електронските облаци во јаглеродните атоми се ориентирани во насоки кои лежат во иста рамнина и прават агли од 120 0 меѓу себе, т.е. во правците кон темињата на правилниот триаголник. Во молекулата на етилен, три sp 2 -хибридни орбитали на секој јаглероден атом учествуваат во формирањето на - врски, две меѓу два атоми на водород и еден со вториот јаглероден атом, и - врската се формира поради р-електронските облаци на секој јаглероден атом. Структурната формула на молекулата C 2 H 4 ќе биде:

в) Во молекулата C 2 H 2, валентниот електронски слој на јаглеродниот атом содржи четири пара електрони:

Структурната формула C 2 N 2 има форма:

Секој јаглероден атом е поврзан со еден електронски пар со атом на водород и три електронски парови со друг јаглероден атом. Така, во молекулата на ацетилен, атомите на јаглеродот се поврзани едни со други со една β-врска и две β-врски. Со водородот, секој јаглероден атом е поврзан со врска. Формирањето на - врски вклучува две сп-хибридни AOs, кои се наоѓаат релативно едни на други така што интеракцијата меѓу нив е минимална, т.е. колку што е можно подалеку. Затоа, за време на sp-хибридизацијата, електронските облаци помеѓу атомите на јаглеродот се ориентирани во спротивни насоки релативно едни на други, т.е. аголот помеѓу врските C-C е 180 0. Затоа, молекулата C 2 H 2 има линеарна структура:

Задача 262.
Наведете го типот на хибридизација на силициум AOs во молекулите SiH 4 и SiF 4. Дали овие молекули се поларни?
Решение:
Во молекулите SiH 4 и SiF 4, валентниот електронски слој содржи четири пара електрони:

Затоа, и во двата случаи, електронските облаци на атомот на силициумот ќе бидат максимално оддалечени еден од друг за време на хибридизацијата sp 3, кога нивните оски се насочени кон темињата на тетраедронот. Во овој случај, во молекулата SiH 4, сите темиња на тетраедронот се окупирани од атоми на водород, а во молекулата SiF 4, од атоми на флуор, така што овие молекули имаат тетраедарска конфигурација со атом на силикон во центарот на тетраедар:

Во тетраедарските молекули SiH 4 и SiF 4, диполните моменти на врските Si-H и Si-F меѓусебно се компензираат, така што вкупните диполни моменти на двете молекули ќе бидат еднакви на нула. Овие молекули се неполарни и покрај поларитетот на врските Si-H и Si-F.

Задача 263.
Во молекулите на SO 2 и SO 3, атомот на сулфур е во состојба на sp 2 -хибридизација. Дали овие молекули се поларни? Каква е нивната просторна структура?
Решение:
За време на sp 2 хибридизацијата, хибридните облаци се наоѓаат во атомот на сулфур во насоки кои лежат во иста рамнина и прават агли од 120 0 меѓу себе, т.е. насочени кон темињата на правилен триаголник.

а) Во молекулата SO 2, два sp 2 -хибридни AO формираат врска со два атоми на кислород, третата sp 2 -хибридна орбитала ќе биде окупирана од слободен електронски пар. Овој електронски пар ќе ја помести електронската рамнина и молекулата SO 2 ќе добие облик на неправилен триаголник, т.е. аголот на OSO нема да биде 120 0. Затоа, молекулата на SO 2 ќе има аголна форма во случај на sp 2 -хибридизација на орбиталите на атомот, структурата:

Во молекулата SO 2, меѓусебната компензација на диполните моменти на врските S-O не се јавува; диполниот момент на таквата молекула ќе има вредност поголема од нула, т.е. молекулата е поларна.

б) Во аголната молекула SO 3, сите три sp2-хибридни AO формираат врска со три атоми на кислород. Молекулата SO 3 ќе има форма на рамен триаголник со sp 2 -хибридизација на атомот на сулфур:

Во триаголна молекула SO 3, диполните моменти на врските S-O меѓусебно се компензираат, така што вкупниот диполен момент ќе биде нула, молекулата е поларна.

Задача 264.
Кога SiF4 е во интеракција со HF, се формира силна киселина H 2 SiF 6, која се дисоцира на H + и SiF 6 2- јони. Дали реакцијата помеѓу CF 4 и HF може да продолжи на сличен начин? Наведете го типот на хибридизација на силициум AO во јонот SiF 6 2-.
Решение:
а) При побудување, атом на силикон поминува од состојбата 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 во состојбата 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 4 3d 0, а електронската структура на валентните орбитали одговара на шемата :

Четири неспарени електрони од возбуден силиконски атом можат да учествуваат во формирањето на четири ковалентни врски според вообичаениот механизам со атоми на флуор (1s 2 2s 2 2p 5), секој од нив има по еден неспарен електрон за да ја формира молекулата SiF 4.

Кога SiF 4 е во интеракција со HF, се формира киселината H 2 SiF 6. Ова е можно бидејќи молекулата SiF 4 содржи слободни 3d орбитали, а јонот F- (1s 2 2s 2 2p 6) содржи слободни парови електрони. Врската се изведува според механизмот донор-акцептор поради парот електрони на секој од двата јони F - (HF ↔ H + + F -) и слободните 3d-орбитали на молекулата SiF 4. Во овој случај, се формира јонот SiF 6 2-, кој со јоните H + формира киселинска молекула H 2 SiF 6.

б) Јаглеродот (1s 2 2s 2 2p 2) може да формира, како силициум, соединението CF 4, додека валентните способности на јаглеродниот атом ќе бидат исцрпени (нема неспарени електрони, слободни електронски парови и слободни валентни орбитали на валентноста ниво). Структурниот дијаграм на валентните орбитали на возбуден јаглероден атом е како што следува:

Кога се формира CF 4, сите валентни орбитали на јаглеродот се зафатени, така што јонот не може да се формира.

Во молекулата SiF 4, валентниот електронски слој на силиконскиот атом содржи четири пара електрони:

Истото е забележано и за молекулата CF 4. затоа, и во двата случаи, електронските облаци од силициум и јаглеродни атоми ќе бидат максимално оддалечени еден од друг за време на хибридизацијата sp3. Кога нивните оски се насочени кон темињата на тетраедарот:

Продолжување. Погледнете го почетокот во № 15, 16/2004

Лекција 5. Хибридизација
атомски орбитали на јаглерод

Ковалентната хемиска врска се формира со користење на заеднички сврзувачки електронски парови од типот:

Формирајте хемиска врска, т.е. само неспарените електрони можат да создадат заеднички електронски пар со „вонземски“ електрон од друг атом. Кога пишувате електронски формули, неспарените електрони се наоѓаат еден по еден во орбиталната ќелија.
Атомска орбиталаЕ функција која ја опишува густината на електронскиот облак во секоја точка во просторот околу јадрото на атомот. Електронски облак е простор од просторот во кој може да се најде електрон со голема веројатност.
За да се усогласи електронската структура на јаглеродниот атом и валентноста на овој елемент, се користат концептите на возбудување на јаглеродниот атом. Во нормална (невозбудена) состојба, јаглеродниот атом има два неспарени 2 Р 2 -електрон. Во возбудена состојба (кога енергијата се апсорбира), едно од 2 с 2 електрони можат да одат на слободни Р-орбитална. Тогаш во јаглеродниот атом се појавуваат четири неспарени електрони:

Потсетете се дека во електронската формула на атомот (на пример, за јаглерод 6 С - 1 с 2 2с 2 2стр 2) големи броеви пред буквите - 1, 2 - го означуваат бројот на нивото на енергија. Писма си Рго означуваат обликот на електронскиот облак (орбитала), а бројките десно над буквите го означуваат бројот на електрони во таа орбитала. Сè с- сферични орбитали:

На второто енергетско ниво освен 2 с-орбитали има три 2 Р-орбитална. Овие 2 Р-орбиталите имаат елипсоидна форма, слична на тегови, и се ориентирани во просторот под агол од 90 ° една до друга. 2 Р-Орбиталите значат 2 стр x, 2стр yи 2 стр зспоред оските по кои се наоѓаат овие орбитали.

Кога се формираат хемиски врски, електронските орбитали добиваат иста форма. Значи, во заситените јаглеводороди еден с-орбитална и три Р-орбитали на јаглероден атом со формирање на четири идентични (хибридни) сп 3-орбитали:

Тоа - сп 3-хибридизација.
Хибридизација- порамнување (мешање) на атомски орбитали ( си Р) со формирање на нови атомски орбитали, наречени хибридни орбитали.

Хибридните орбитали имаат асиметрична форма, издолжена кон приврзаниот атом. Електронските облаци се одбиваат еден со друг и се наоѓаат во вселената што подалеку еден од друг. Во овој случај, оските од четири сп 3-хибридни орбиталииспадна дека е насочена кон темињата на тетраедарот (правилна триаголна пирамида).
Според тоа, аглите помеѓу овие орбитали се тетраедарски, еднакви на 109 ° 28".
Темињата на електронските орбитали може да се преклопуваат со орбиталите на другите атоми. Ако електронските облаци се преклопуваат долж линијата што ги поврзува центрите на атомите, тогаш таквата ковалентна врска се нарекува сигма () - комуникација... На пример, во молекулата на етанот C 2 H 6, се формира хемиска врска помеѓу два јаглеродни атоми со преклопување на две хибридни орбитали. Тоа е врска. Покрај тоа, секој од атомите на јаглерод има свои три сп 3-орбитали се преклопуваат со с-орбитали од три атоми на водород, кои формираат три врски.

Вкупно, три валентни состојби со различни типови на хибридизација се можни за јаглеродниот атом. освен сп 3-хибридизација постои сп 2 - и сп-хибридизација.
сп 2 -Хибридизација- мешање на еден с- и два Р-орбитали. Како резултат на тоа, три хибридни сп 2 -орбитали. Овие сп 2 -орбитали се наоѓаат во иста рамнина (со оските НС, на) и насочен кон темињата на триаголникот со агол помеѓу орбиталите од 120 °. Нехибридизиран
Р-орбитала нормална на рамнината на трите хибриди сп 2 -орбитали (ориентирани по оската z). Горна половина Р-орбиталата е над рамнината, долната половина е под рамнината.
Тип на сп 2-хибридизација на јаглеродот се јавува во соединенија со двојна врска: C = C, C = O, C = N. Покрај тоа, само една од врските помеѓу два атома (на пример, C = C) може да биде врска. (Другите сврзувачки орбитали на атомот се насочени во спротивни насоки.) Втората врска се формира со преклопување нехибридни Р-орбитали од двете страни на линијата што ги поврзува атомските јадра.

Ковалентна врска формирана со странично преклопување Р-орбитали на соседните јаглеродни атоми се нарекува пи () - комуникација.

Образование -поврзување

Поради помалото преклопување на орбиталите, врската е помалку силна од врската.
сп-ХибридизацијаЕ мешање (порамнување во форма и енергија) на еден s-и еден
Р-орбитали со формирање на два хибридни сп-орбитали. сп-Орбиталите се наоѓаат на иста линија (под агол од 180 °) и се насочени во спротивни насоки од јадрото на јаглеродниот атом. Две
Р-орбиталите остануваат нехибридизирани. Тие се поставени меѓусебно нормално
насоки на комуникација. На сликата сп-орбиталите се прикажани по оската y, и нехибридизирани два
Р-орбитали - долж оските НСи z.

Тројната CC врска јаглерод-јаглерод е составена од β-врска што произлегува од преклопување
сп-хибридни орбитали и две врски.
Односот помеѓу таквите параметри на јаглеродниот атом како што се бројот на прикачени групи, типот на хибридизација и видовите на хемиски врски е прикажан во Табела 4.

Табела 4

Ковалентни јаглеродни врски

Број на групи поврзани со јаглерод	Тип на хибридизација	Видови учествуваат хемиски врски	Примери на сложени формули
4	сп 3	Четири - врски
3	сп 2	Три - врски и еден - обврзница
2	сп	Две - врски и две врски	H – CC – H

Вежби.

1. Кои електрони од атомите (на пример, јаглерод или азот) се нарекуваат неспарени?

2. Што значи концептот на „заеднички електронски парови“ во соединенија со ковалентна врска (на пример, CH 4 или H 2 S )?

3. Кои се електронските состојби на атомите (на пример, В илиН ) се нарекуваат основни, а кои се возбудени?

4. Што значат броевите и буквите во електронската формула на атомот (на пример, В илиН )?

5. Што е атомска орбитала? Колку орбитали на второто енергетско ниво на атомот Ц и како се разликуваат?

6. Која е разликата помеѓу хибридните орбитали и оригиналните орбитали од кои се формирани?

7. Кои видови на хибридизација се познати за јаглеродниот атом и кои се тие?

8. Нацртајте слика на просторното распоредување на орбиталите за една од електронските состојби на јаглеродниот атом.

9. Како се нарекуваат хемиските врски и што? Ве молиме наведете-и-врски во врски:

10. За јаглеродните атоми на соединенијата подолу, наведете: а) типот на хибридизација; б) видовите на неговите хемиски врски; в) агли на поврзување.

Одговори на вежби за тема 1

Лекција 5

1. Се нарекуваат електроните кои се едно по едно во орбиталата неспарени електрони... На пример, во формулата за дифракција на електрони на возбуден јаглероден атом, има четири неспарени електрони, додека атом на азот има три:

2. Се нарекуваат два електрони кои учествуваат во формирањето на една хемиска врска заеднички електронски пар... Обично, пред формирањето на хемиска врска, еден од електроните од овој пар припаѓал на еден атом, а другиот електрон на друг атом:

3. Електронската состојба на атомот, во која се запазува редоследот на пополнување на електронските орбитали: 1 с 2 , 2с 2 , 2стр 2 , 3с 2 , 3стр 2 , 4с 2 , 3г 2 , 4стр 2, итн., се нарекуваат основна состојба... В возбудена состојбаеден од валентните електрони на атомот зафаќа слободна орбитала со поголема енергија, таквата транзиција е придружена со одвојување на спарени електрони. Шематски е напишано вака:

Додека во основната состојба имало само два неспарени валентни електрони, во возбудена состојба има четири такви електрони.

5. Атомска орбитала е функција која ја опишува густината на електронскиот облак во секоја точка во просторот околу јадрото на даден атом. На второто енергетско ниво на јаглеродниот атом има четири орбитали - 2 с, 2стр x, 2стр y, 2стр з... Овие орбитали се различни:
а) обликот на електронскиот облак ( с- топка, Р- гира);
б) Р-орбиталите имаат различни ориентации во просторот - долж меѓусебните нормални оски x, yи z, се означуваат стр x, стр y, стр з.

6. Хибридните орбитали се разликуваат од оригиналните (нехибридни) орбитали по форма и енергија. На пример, с-орбитална - форма на сфера, Р- симетрична фигура осум, сп-хибридна орбитала - асиметрична фигура осум.
Разлики во енергијата: Е(с) < Е(сп) < Е(Р). Така, сп-орбитална - орбиталата е просечно средена преку обликот и енергијата, добиени со мешање на оригиналот с- и стр-орбитали.

7. За јаглеродниот атом се познати три типа на хибридизација: сп 3 , сп 2 и сп (види текст за лекција 5).

9. -врска - ковалентна врска формирана со директно преклопување на орбиталите долж линијата што ги поврзува центрите на атомите.
-врска - ковалентна врска формирана со странично преклопување Р-орбитали од двете страни на линијата што ги поврзува центрите на атомите.
-Врската е прикажана со втората и третата цртичка помеѓу поврзаните атоми.

Sp-хибридизација

sp-хибридизација се одвива, на пример, при формирање на халиди Be, Zn, Co и Hg (II). Во валентната состојба, сите метални халиди содржат s и p-неспарени електрони на соодветното енергетско ниво. Кога се формира молекула, една s- и една p-орбитала формираат две хибридни sp-орбитали под агол од 180 °.

Сл. 3 sp хибридни орбитали

Експерименталните податоци покажуваат дека сите Be, Zn, Cd и Hg (II) халиди се линеарни и двете врски имаат иста должина.

sp 2 -хибридизација

Како резултат на хибридизација на една s-орбитала и две p-орбитали, се формираат три хибридни sp 2-орбитали, лоцирани во иста рамнина под агол од 120 ° една до друга. Ова е, на пример, конфигурацијата на молекулата BF 3:

Сл. 4 sp 2 -хибридизација

sp 3 -хибридизација

sp 3 -хибридизацијата е карактеристична за јаглеродните соединенија. Како резултат на хибридизација на една s-орбитала и три

p-орбитали, се формираат четири хибридни sp 3 -орбитали, насочени кон темињата на тетраедарот со агол помеѓу орбиталите од 109,5 o. Хибридизацијата се манифестира во целосна еквивалентност на врските на јаглеродниот атом со другите атоми во соединенијата, на пример, во CH 4, CCl 4, C (CH 3) 4 итн.

Сл. 5 sp 3 -хибридизација

Ако сите хибридни орбитали се врзани за истите атоми, тогаш врските не се разликуваат една од друга. Во други случаи, постојат мали отстапувања од стандардните агли на врската. На пример, во молекулата на водата H2O, кислородот е sp 3 -хибрид, сместен во центарот на неправилен тетраедар, на чии темиња „изгледаат“ два атоми на водород и два единствени пара електрони (сл. 2). Обликот на молекулата е аголен кога се гледа од центрите на атомите. Аголот на врската HOH е 105 о, што е прилично блиску до теоретската вредност од 109 о.

Сл. 6 sp 3 -хибридизација на атомите на кислород и азот во молекулите а) H 2 O и б) NCl 3.

Ако хибридизацијата („порамнување“ на O-H врските) не се случи, аголот на врската HOH би бил 90 °, бидејќи водородните атоми би биле прикачени на две меѓусебно нормални p-орбитали. Во овој случај, нашиот свет веројатно би изгледал сосема поинаку.

Теоријата на хибридизација ја објаснува геометријата на молекулата на амонијак. Како резултат на хибридизација на 2s и три 2p азотни орбитали, се формираат четири хибридни sp 3 орбитали. Конфигурацијата на молекулата е искривен тетраедар, во кој три хибридни орбитали учествуваат во формирањето на хемиска врска, а четвртата со пар електрони не. Аглите помеѓу N-H врските не се еднакви на 90 ° како во пирамидата, но не се еднакви на 109,5 °, што одговара на тетраедар.

Сл. 7 sp 3 - хибридизација во молекулата на амонијак

Кога амонијакот е во интеракција со водороден јон, како резултат на интеракцијата донор-акцептор, се формира јон на амониум, чија конфигурација е тетраедар.

Хибридизацијата исто така ја објаснува разликата во аголот помеѓу O – H врските во аголната молекула на водата. Како резултат на хибридизација на 2s и три 2p кислородни орбитали, се формираат четири хибридни sp 3 орбитали, од кои само две се вклучени во формирањето на хемиска врска, што доведува до нарушување на аголот што одговара на тетраедарот.

Сл. 8 sp 3 -хибридизација во молекула на вода

Хибридизацијата може да вклучува не само s и p, туку и d и f орбитали.

Со sp 3 d 2 -хибридизација се формираат 6 еквивалентни облаци. Тоа е забележано во соединенија како што се 4-, 4-. Во овој случај, молекулата има октаедрална конфигурација.

Многу ни се кажува за хибридите. За нив раскажуваат и филмовите и книгите, а и науката ги испитува. Во првите два извори, хибридите се многу опасни суштества. Тие можат да донесат премногу зло. Но, хибридизацијата не е секогаш лоша работа. Доста често е добро.

Пример за хибридизација е секој. Сите ние сме хибриди на двајца луѓе - татко и мајка. Значи, спојувањето на јајце клетка и сперма клетка е исто така еден вид хибридизација. Токму овој механизам ѝ овозможува на еволуцијата да се движи. Во овој случај се јавува и хибридизација со негативен знак. Да го погледнеме овој феномен како целина.

Разбирање на хибридизација

Сепак, не само биологијата го вклучува овој концепт. И нека во воведот се разгледуваше пример со хибриди како полноправни поединци од неразбирлив биолошки вид. Покрај тоа, овој концепт може да се користи и во други науки. И значењето на овој термин ќе биде малку поинакво. Но, во исто време, има нешто заедничко. Ова е зборот „сојуз“, кој ги обединува сите можни значења на овој термин.

Каде постои овој концепт?

Терминот „хибридизација“ се користи во голем број науки. И бидејќи повеќето од тековно постоечките дисциплини се вкрстуваат, можеме безбедно да зборуваме за употребата на секое значење на овој термин во која било наука, на еден или друг начин поврзана со природните истражувачки гранки. Покрај тоа, овој термин најактивно се користи во:

1. Биологија. Оттука потекнува концептот на хибрид. Иако, како и секогаш, при преминувањето од науката во секојдневниот живот, имаше одредено искривување на фактите. Ние го разбираме хибридот како индивидуа што произлегува од вкрстувањето на два други видови. Иако ова не е секогаш случај.
2. Хемија. Овој концепт значи мешање на неколку орбитали - еден вид патеки за движење на електроните.
3. Биохемија. Овде, клучниот концепт е хибридизација на ДНК.

Како што можете да видите, третата точка е на спојот на две науки. И ова е апсолутно нормална практика. Еден ист термин може да формира сосема поинакво значење на спојот на две науки. Да го разгледаме подетално концептот на хибридизација во овие науки.

Што е хибрид?

Хибрид е суштество кое се создава преку процесот на хибридизација. Овој концепт се однесува на биологијата. Хибридите можат да се создадат случајно или намерно. Во првиот случај, може да испадне дека се животни што се создаваат во процесот на парење на два вида суштества.

На пример, тие зборуваат за појавата кај мачки и кучиња на деца кои не се едно од нив. Понекогаш хибридите се создаваат намерно. На пример, кога цреша е прикачена на кајсија, имаме работа само со посебна хибридизација.

Хибридизација во биологијата

Биологијата е интересна наука. И концептот на хибридизација во него не е помалку фасцинантен. Овој термин значи спојување на генетскиот материјал на различни клетки во едно. Тоа може да биде и претставници на еден вид или неколку. Соодветно на тоа, постои поделба на такви сорти на хибридизација.

• Интраспецифична хибридизација. Ова е кога две единки од ист вид создаваат потомок. Човекот може да се смета за пример за интраспецифична хибридизација. Се покажа во процесот на фузија на герминативните клетки на претставници на еден биолошки вид.
• Меѓуспецифична хибридизација. Ова е кога се вкрстуваат слични, но кои припаѓаат на различни видови, животни. На пример, хибрид на коњ и зебра.
• Далечинска хибридизација. Ова е кога претставниците на дури и еден вид се вкрстуваат, но во исто време тие не се обединети со семејни врски.

Секоја од овие сорти помага повеќе од само еволуција. Научниците исто така активно се обидуваат да размножуваат различни видови живи суштества. Најдобро работи со растенија. Постојат неколку причини за ова:

• Различен број на хромозоми. Секој вид има не само одреден број на хромозоми, туку и збир од нив. Сето ова се меша со репродукцијата на потомството.
• Само хибридни растенија можат да се размножуваат. И тоа не е секогаш случај.
• Само растенијата можат да бидат полиплоидни. За растението да се репродуцира, мора да стане полиплоидно. Во случај на животните, ова е сигурна смрт.
• Можност за вегетативна хибридизација. Ова е многу едноставен и удобен начин да се создадат хибриди од неколку растенија.

Ова се причините зошто вкрстувањето на две растенија е многу полесно и поефикасно. Во случај на животните, можно е во иднина да се постигне можност за репродукција. Но, во моментот, мислењето дека хибридните животни ја губат способноста за репродукција се смета за официјално во биологијата, бидејќи овие лица се генетски нестабилни. Затоа, не е познато до што може да доведе нивната репродукција.

Видови хибридизација во биологијата

Биологијата е прилично широка наука во својата специјализација. Постојат два вида на хибридизација, кои ги обезбедува:

1. Генетски. Ова е кога една од двете клетки е направена со уникатен сет на хромозоми.
2. Биохемиски. Пример од овој тип е хибридизацијата на ДНК. Ова е кога комплементарните нуклеински киселини се комбинираат во една ДНК.

Може да се подели на повеќе сорти. Но, ние го направивме ова во претходната потсекција. Така, далечната и интраспецифичната хибридизација се компоненти од првиот тип. И таму класификацијата се проширува уште повеќе.

Концепт на вегетативна хибридизација

Вегетативната хибридизација е концепт во биологијата што значи еден вид вкрстување на две растенија во кои дел од едниот вид се вкорени на другиот. Односно, хибридизацијата се случува со комбинирање на два различни делови од телото. Да, така може да се карактеризира едно растение. На крајот на краиштата, тој има и свои органи, обединети во цел систем. Затоа, ако растение го нарекувате организам, нема ништо лошо во тоа.

Вегетативната хибридизација има неколку предности. Тоа:

• Погодност.
• Едноставност.
• Ефикасност.
• Практичност.

Овие предности го прават овој тип на премин многу популарен кај градинарите. Постои и такво нешто како соматска хибридизација. Ова е кога не се вкрстуваат половите клетки, туку соматските клетки, или подобро кажано, нивните протопласти. Овој метод на вкрстување се изведува кога е невозможно да се создаде хибрид со стандарден сексуален однос помеѓу неколку растенија.

Хибридизација во хемијата

Но, сега ќе се повлечеме малку од биологијата и ќе зборуваме за друга наука. Хемијата има свој концепт, се нарекува „хибридизација на атомските орбитали“. Ова е многу сложен поим, но ако малку разбирате за хемијата, тогаш нема ништо комплицирано во тоа. Прво треба да објасните што е орбитала.

Ова е еден вид патека по која се движи електронот. Така нè учеа на училиште. И ако се случи овие орбитали од различни типови да се измешаат, се добива хибрид. Постојат три вида феномени наречени орбитална хибридизација. Ова се такви сорти:

• sp-хибридизација - една s и друга p орбитала;
• sp 2 -хибридизација - една s и две p орбитали;
• sp 3 -хибридизација - се поврзани една s и три p орбитали.

Оваа тема е доволно тешка за проучување и треба да се разгледува неразделно од остатокот од теоријата. Згора на тоа, концептот на хибридизација на орбиталите повеќе се однесува на крајот на оваа тема, а не на почетокот. На крајот на краиштата, треба да го проучите самиот концепт на орбитали, какви се тие и така натаму.

заклучоци

Значи, ги сфативме значењата на концептот на „хибридизација“. Излегува дека ова е доста интересно. За многумина беше откритие дека и хемијата го има овој концепт. Но, ако таквите луѓе не го знаеле ова, тогаш што би можеле да научат? И така, постои развој. Важно е да не престанете да ја тренирате вашата ерудиција, бидејќи тоа дефинитивно ќе ве карактеризира од добра страна.