Направленность ковалентной связи. Гибридизация атомных орбиталей. Пространственная конфигурация молекул. Полярные и неполярные молекулы - Систематика химических элементов

В зависимости от направления перекрывания атомных орбиталей различают два вида ковалентной связи:

-связь возникает при перекрывании атомных орбиталей вдоль оси, соединяющей ядра атомов (рис.1.):

Рис. 1

связь возникает при перекрывании атомных орбиталей в плоскости, перпендикулярной оси, соединяющей ядра атомов (риc. 2):

Рис. 2

Таким образом, s-электроны участвуют лишь в образовании - связи; р - и d-электроны - в образовании - и - связей.

При наложении - связи на - связь образуются кратные связи -Двойные и Тройные.

Число связей между атомами называется Кратностью или Порядком связи.

С увеличением кратности связи длина связи уменьшается, а прочность ее возрастает.

Гибридизация (смешение) атомных орбиталей возникает тогда, когда в образовании химической связи участвуют электроны разных подуровней, поскольку они отличаются и энергией связи, и характером (прочностью и направленностью) образуемых связей.

В результате гибридизации электронных облаков разного типа происходит образование гибридных орбиталей, число которых определяется числом смешиваемых электронных облаков (рис. 3).

Рис. 3

Перекрывание в случае гибридных орбиталей будет больше, чем в случае чистых орбиталей, поэтому при образовании химической связи будет выделяться больше энергии, а образовавшаяся связь будет прочнее.

При смешении одной s-орбитали и одной p-орбитали образуются две гибридные орбитали, и такой тип гибридизации называется Sp - гибридизацией. Угол между гибридными орбиталями составляет 1800 (рис. 4).

Рис. 4

При смешении одной s - и двух p-орбиталей образуются три гибридные орбитали (sp2-гu6puдuзация); угол между ними равен 120° (рис. 5).

Рис. 5

Взаимодействие одной S и трех P - орбиталей сопровождается Sp3-гu6puдuзацией, при которой угол между гибридными орбиталями ранен 1090 28' (рис. 6)

Рис. 6

Направленность химических связей определяет пространственную конфигурацию молекул. Если в состав молекулы входят два атома и перекрывание их атомных орбиталей происходит вдоль линии, соединяющей ядра атомов, то форма такой молекулы является Линейной, а связи в молекуле расположены под углом 180 . Такую же форму имеет молекула в случае Sp-гибридизации орбиталей (рис 7).

Рис. 7

В случае Sp2-гибридизации молекула (ВСl3) имеет форму Правильного треугольника, в котором угол между связями составляет 120° (рис. 8).

Рис. 8

В случае Sp3 - гибридизации форма молекулы (ССl4) является Тетраэдрической; угол между связями равен 1090 28' (рис. 9).

Рис. 9

Полярные и неполярные молекулы

В зависимости от характера распределения электронной плотности между атомами в молекуле различают полярные и неполярные молекулы.

В неполярных молекулах центры тяжести положительного и отрицательного - зарядов совпадают.

Полярные молекулы представляют собой диполи, для оценки полярности которых используют электрический момент диполя молекулы:

М = -, (5)

Где ? - длина диполя молекулы; - Заряд диполя молекулы.

Для двухатомной молекулы электрический момент диполя связи совпадает с электрическим моментом диполя молекулы.

Электрический момент диполя многоатомной молекулы является векторной величиной и представляет собой геометрическую сумму электрических моментов диполей связей, входящих в молекулу.

Похожие статьи




Направленность ковалентной связи. Гибридизация атомных орбиталей. Пространственная конфигурация молекул. Полярные и неполярные молекулы - Систематика химических элементов

Предыдущая | Следующая