Химични връзки. Хибридизация


Категория на документа: Химия



Орбитален модел на атома в sp3-хибридно състояние.
VRML-модель (109 822 байт).

За въглеродниа атом и за другите елементи от 2-и период този процес протича по схемата:
2s + 2px + 2py + 2pz = 4 (2sp3)

Схема. sp3-хибридизация на атомните орбитали.

Осите на четирите sp3-хибридни орбитали са насочени към върховете на правилен тетраедър (правилна триъгълна пирамида). Тетраеэдричният ъгъл между тях е равен на 109°28', което съответства на най-ниската енергия на отблъскване между електроните.
За първи път идеята за насочеността на валентциите на С- атом към ъглите на тетраедъра е възникнала независимо един от друг на двама учени през 1874 г. Вант-Хоф и Льо Бел.
sp3-орбиталите могат да образуват четири -връзки с други атоми или да се запълват с неподелени електронни двойки.

А как нагледно се изобразява пространствения строеж на атома в sp3-състоянии на рисунка?

В този случай sp3-хибридните орбитали се изобразяват не с електрони облаци, а с прави линии или клинове в зависимост от пространствената ориентация на орбиталите. Такова схематично изображение се използва при стереохимичните (пространствените) формули на молекулите.

Преход от орбитален модели (а) към пространствена формула (б).
Вж. и рисунката .

Например, молекулата на метана е представена като обемен модел и с пространствена (стереохимична) формула, в която молекулата съдържа sp3-въглероден атом.

Молекула на метана

Молекула на етана
и анимация - C2H6.

sp3-Хибридното състояние е характерно за атома, ако сумата от свързаните с него атоми плюс броя на неподелените електронни двойки е равна 4.

Въглерод в sp3-хибридно състояние се среща в простото вещество - диамант (eлмаз). Това състояние е характерно за атомите на С, N, O и др., свързани с други атоми с прости връзки (sp3-атомите са означени с червено):
СH4, RCH3, NH3, RNH2, H2O, ROH, R2O;
а така също и в аниони от типа: R3C:, RO и т.н.

В резултат на тетраедричния строеж на sp3 С-атом може да се прояви стереоизомерия - два огледални енантиомери при съединения, съдержащи такъв атом с четири различни заместители (Вант-Хоф, Льо Бел, 1874).

4.3.2. sp2-хибридизация (плоскостно-тригонална)

Една s- и две p-орбитали се смесват и образуват три равностойни sp2-хибридни орбитали, разположени в една плоскост под ъгъл 120°. Те могат да се образуват три -връзки. Третата р-орбитала остава нехибридизирана и ориентирана перпендикулярно на равнината, на която са разположени хибридни орбитали. Тази р-АО участва в образуването на -връзки.

За елементите от втори период процеса на sp2-хибридизация протича по схемата:
2s + 2px + 2py = 3 (2sp2)
2pz-АО не участва в хибридизацията.

За изобразяване на пространствения строеж на атома в sp2-состояние се използват същите прийоми, както при sp3-атомите:

Преход от орбитален модели на атома в sp2-хибридно състоянии (а) към пространствена формула (б). рисунка .

Строеж на молекула със sp2-атоми е показан с техните модели:

sp2-хибридизирано състояние е характерно за атома, ако сумата от свързаните с него атоми иброя на неподелените електронни двойки е равна на 3 (примеры,




Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
Химични връзки. Хибридизация 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.