Вопрос 19
Теория гибридизации Согласно этой теории химическая связь образуется за счет перекрывания не чистых, а так называемых ⌠гибридных■, смешанных орбиталей. Иначе говоря, при гибридизации первоначальная форма и энергия орбиталей изменяется и образуются новые орбитали одинаковой формы и энергии. Гибридное электронное облако асимметрично, имеет большую вытянутость по одну сторону от ядра, что приводит к большему перекрыванию и большей прочности связи. гибридизация связана с энергетическим выигрышем за счет: а) образования более прочной связи, б) более симметричного распределения электронной плотности внутри молекулы. Число гибридных орбиталей всегда равно числу исходных орбиталей. Гибридные орбитали образуются только в случае, если исходные орбитали не очень сильно отличаются по энергии. Так 1s-орбитали не могут гибридизироваться с 2р, так как у них разное значение главного квантового числа, следовательно, большая разница в энергиях орбиталей. Рассмотрим примеры гибридизации.
sр3-гибридизация. Комбинация четырех орбиталей 1s + 3р = q4. Четыре гибридные орбитали располагаются в пространстве под углом 109°28' т. е, такие молекулы имеют тетраэдрическую форму (рис. 3.10). |
|
|
sр-гибридизация.
Гибридизация 1s- и 1р- облака приводит
к образованию двух sр (q2)
гибридных облаков, расположенных под
углом 180°. Поэтому молекулы с таким
типом гибридизации линейные.
sр-гибридизацию рассмотрим на примере
молекулы ВеСl2
Для
образования химической связи атом
бериллия должен перейти в возбужденное
состояние. Образующийся возбужденный
атом имеет 2 неспаренных электрона s
и р, образуются две гибридные орбитали.
Атомы хлора дают для образования связи
по р-электронному облаку. sр2-гибридизация.
1s + 2р = q3.
Рассмотрим этот тип гибридизации на
примере молекулы ВСl3. Гибридные облака,
их три, располагаются в пространстве
под углом 120°, образуется плоская
треугольная молекула
Рис. 3.10
Валентность атомов. Перекрывание атомных орбиталей
Основываясь на электронных формулах двух и многоатомных частиц (молекул, ионов), можно определить валентность каждого атома. С точки зрения строения молекул валентность атома в сложной частице - это число общих электронных пар у этого атома в данной частице (по одной на каждую связь), то есть число σ-связей, которые этот атом образовал с другими атомами при формировании сложной частицы.
Например, в молекуле HCl валентность атома водорода H и атома хлора Cl равна 1.
В молекуле аммиака NH3 валентность атома азота N равна 3, а в катионе аммония NH4+ валентность атома азота N равна 4 (при валентности каждого из атомов водорода H, равной 1).
Ковалентная связь между атомами образуется при перекрывании атомных орбиталей, например 1s-орбиталей при образовании связи H−H, 2p-орбиталей при образовании связи F−F, 1s-орбитали атома H и 3p-орбитали атома Cl при образовании связи H−Cl.
При образовании химических связей всегда происходит сдвиг электронной плотности в направлении перекрывания, а это приводит к изменению формы орбиталей по сравнению с их состоянием в свободном атоме.