Различные типы гибридизации - Типы химических связей. Ковалентная связь

Sp-гибридизация. В этом явлении принимают участие одна s-орбиталь и одна p-орбиталь, в результате образуются две орбитали нового типа, которые называются sp-гибридными. Эти орбитали имеют форму, показанную на рис.3, их оси лежат на одной прямой, образуя угол 180О. В образовании связей в молекуле BeH2 принимают участие sp-гибридные орбитали атома бериллия, поэтому молекула BeH2 Имеет линейное строение.

Sp2-гибридизация. Во взаимодействие вступают одна s-орбиталь и две p-орбитали, в результате гибридизации образуются три sp2-гибридные орбитали. Оси этих гибридных орбиталей расположены в одной плоскости под углом 120О (см. рис.3). Например, атом бора в молекуле BF3 находится в sp2-гибридном состоянии, и эта молекула имеет форму правильного треугольника с атомом бора в центре.

Sp3-гибридизация. В этом случае взаимодействуют одна s - и три p - орбитали. В результате гибридизации образуются четыре новые sр3-гибридные орбитали. Оси таких орбиталей направлены от центра к вершинам тетраэдра, углы между осями равны 109О28?. Молекула метана CH4 имеет тетраэдрическое расположение атомов водорода вокруг атома углерода, орбитали которого подвергаются именно этому типу гибридизации.

В молекуле аммиака NH3 орбитали атома азота также подвергаются sp3-гибридизации, причем, три пары электронов являются общими с атомами водорода и участвуют в образовании связей, а одна электронная пара принадлежит только атому азота (неподеленная электронная пара). Для предсказания геометрии молекулы аммиака, атом азота следует поместить в центр тетраэдра, атомы водорода - в три вершины, а неподеленную электронную пару - в четвертую вершину. Таким образом, что молекула аммиака имеет форму Тригональной пирамиды.

Рассмотрим строение молекулы воды. Здесь имеются две неподеленные электронные пары у атома кислорода, которые занимают две вершины тетраэдра, а две другие вершины заняты атомами водорода, что приводит к образованию угловой молекулы воды.

Неподеленная электронная пара образует более размытое "электронное облако", чем связывающая, обобществленная пара электронов, поэтому неподеленная пара занимает больший объем, приводя к уменьшению валентных углов по сравнению с тетраэдрическим углом до 107 о в молекуле аммиака и 104 о в молекуле воды..

Валентные электроны могут располагаются не только на s - и p-орбиталях, но и на d-орбиталях, которые также принимают участие в гибридизации. Например, sp3D2 (d2Sp3) и sp3D. В первом случае реализуется октаэдрическое строение, а во втором образуется тригональная бипирамида.

Предположение об образовании гибридных орбиталей было большим достижением теории валентных связей, но не описывало все возможные пространственные конфигурации молекул, встречающиеся в природе.

Похожие статьи




Различные типы гибридизации - Типы химических связей. Ковалентная связь

Предыдущая | Следующая