3. Ч етырехатомные молекулы

(5А подгруппа – SbН₃, PСl₃, PН₃, …)

Молекула PН₃

P…3s²3p³

Н 1s¹ Н 1s¹ Н 1s¹

Механизм образования связи - обменный

Структура молекулы – тригональная пирамида

ЭО(Н) = 2,1 ЭО(Sb) = 1,9 ∆ЭО=0,2 Þ Т.к. ∆ЭО≠0 связь полярная: µ_св≠ 0,

Молекула полярная µ_м=∑ µ_св≠ 0

4. С гибридизацией АО

Тип гибридизации	Структура молекулы	Валентный угол
sp	линейная	180о
sp2	плоский треугольник	120о
sp3	тетраэдр	109,3о

4.1 sp-гибридизация (2А подгруппа или d-элемент)

Молекула ВеСl₂

Cl Be Cl

sp-гибридизация АО Ве , валентный угол Ð180^о

пространственная структура линейная,

связь полярная m _св ¹ 0, т.к. ЭО(Ве) = 1,5, ЭО(Cl)= 3,0 и ∆ЭО≠0

m_мол = Sm_св = 0 молекула в целом неполярная Cl ¬ Be ® Cl

4.2. sp²-гибридизация (3А подгруппа)

М олекула ВН₃

В^* 2s¹ 2p²

H 1s H 1s H 1s

sp²–гибридизация АО В, 3 s - связи, Ð 120° , связи полярные DЭО=(2.1-2.0)¹0, m _св ¹ 0. Структура молекулы - плоский треугольник. m_мол = Sm_св = 0 молекула ВН₃ – неполярная.

А налогично для BCl₃, но BFCl₂ – полярная молекула

F

m_мол

BFCl₂

Cl Cl

4.3. sp³-гибридизация (4А подгруппа)

Молекула SnCl₄

Si^* 5s 5p Cl 3s 3p

Cl Cl Cl

sp³- гибридизация АО Sn m _св

структура молекулы - тетраэдр, Ð 109,3⁰

связи полярные DЭО = (3.0-1.8) ¹ 0, m _св ¹ 0

Sm_св= 0 - молекула в целом неполярная

Аналогично для СCl₄но СFCl₃ – полярная молекула

4.4. В гибридизации участвуют не только АО связывающих электронов, но и АО неподеленных электронных пар (НП)

Молекулы NН₃ Н₂О

N …2s²2p³ O…2s²2p⁴

H 1s¹ H 1s¹ H1s¹ Н 1s¹ Н 1s¹

Валентные углы для NH₃ 107,3º и Н₂О 104,5º (близки к тетраэдрическому 109,3º). Это позволяет предположить sp³–гибридизацию АО N в молекуле NН₃ и О в молекуле Н₂О. Неподеленные электронные пары (НП) влияют на величину валентных углов, силы отталкивания между ними больше, чем между относительно закрепленными связывающими электронными парами (СП).

В молекуле NН₃ одна НП уменьшает тетраэдрический угол (109,3^о) до 107^о, а в молекуле Н₂О две НП уменьшают его до 104,5^о.

Элементы-аналоги - элементы, имеющие одинаковое строение внешних электронных оболочек (аналогичную валентную формулу) и расположенные в одной подгруппе. Они обладают сходными свойствами.

Параметры химической связи: энергия Е_св, длина l_св, кратность, валентные углы

Е_св – количество энергии, выделяющейся при образовании химической связи (кДж/моль). Чем ↑ Е_св , тем устойчивее молекула

l_св - расстояние ( в нм) между ядрами химически связанных атомов в соединении (зависит от размеров электронных оболочек и степени их перекрывания). Чем ↓ l_св, тем ↑ Е_св и устойчивее молекула

Кратность связи - количество связей между взаимодействующими атомами.

Чем ↑ кратность связи, тем ↑ Е_св и устойчивее молекула.

Валентный угол - угол между воображаемыми прямыми, проходящими через ядра химически связанных атомов.

Пример

В молекуле MgCl₂ большую валентность проявляет Mg (B^*=2) – элемент 2А подгруппы, общая электронная формула ns², электронные аналоги:

Be… 2s², Ca… 4s² , Sr… 5s², Ba… 6s², Ra… 7s².

ЭО(Be) = 1,5 ЭО(Mg) =1,2 ЭО(Ca) = 1,0 ЭО(Sr) = 1,0 ЭО(Ba) = 0,9 ЭО(Ra) = 0,9 ЭО(Cl) = 3,0

Однотипные молекулы: BeCl₂ MgCl₂ CaCl₂ SrCl₂ BaCl₂ RaCl₂

∆ЭО 1,5 1,8 2,0 2,0 2,1 2,1

-----------------------------------------------------------------→

Рост l_св, уменьшение Е_св и устойчивости молекула,

Рост ∆ЭО и µ_св (полярности связей).

Валентный угол и полярность молекул не изменяется: sp-гибридизация АО центральных атомов - Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, валентный угол 180⁰, структуры молекул – линейные, молекулы неполярные (µ_м=∑ µ_св= 0).