Образование молекулы кислорода (О2)

Атомам кислорода для завершения электронной оболочки не хватает не одного электрона, как в предыдущих случаях, а двух. Это означает, что в данном случае перекрываться будут не две орбитали соседних атомов, а четыре. Это молекула кислорода - О2.

1. О + О → О2

2. 8O 1s22s22p4 + 8O 1s22s22p4

3.Графическая схема

4.Пространственная схема Орбитали рх образуют σ-связь

При перекрывании двух ру или pz-орбиталей имеют место два центра с

повышенной электронной плотностью – выше и ниже линии, соединяющей центры атомов.

Такая связь называется π-связью. Она не обеспечивает наибольшее перекрывание электронных облаков и поэтому менее прочная по сравнению с σ-связью. . Возникает она в том случае, если 2 атома связаны двумя или тремя электронными парами 5. Структурная формула О=О. Одна связь σ, одна связь π.

.Число общих электронных пар между связанными атомами

характеризует кратность связи.

Структурная формула молекулы кислорода запишется как О=О. Одна из этих связей –σ, другая π. Любая двойная связь состоит из одной σ-связи и одной π-связи. σ-связь более прочная по сравнению с π- связью, так как область перекрывания электронных облаков в этом случае меньше. π-связь образуют следующие наборы орбиталей: p-p, p-d, d-d

Валентность элементов в ковалентных соединениях

В образовании ковалентных связей участвуют неспаренные электроны.

Валентность элемента – это число химических связей, которые образует атом этого элемента в химических соединениях.

Поскольку одна химическая связь образуется парой неспаренных электронов различных атомов, то валентность элемента определяется числом неспаренных электронов в его атоме

Число неспаренных электронов многих элементов увеличивается при

переходе атома из основного состояние в возбужденное состояние.

Пример

Атом хлора

Пространственная конфигурация молекул по модели гибридизации валентных орбиталей.

Для определения пространственной формы молекул наиболее широко используется модель гибридизации­ валентных орбиталей. Идею о гибридизации атомных орбиталей выдвинул американский ученый Лайнус Полинг (1901-1994).

Согласно квантово-механическим расчетам, σ- и π-связи должны отличаться по энергии. Опыт опровергает квантово- механические расчеты. Все связи оказываются равноценными (и по энергии, и по длине). Для объяснения этого введено представление о гибридизации валентных орбиталей, которое позволяет предсказывать пространственную конфигурацию молекулы

Гибридизация - это смешивание и выравнивание по форме и по энергии орбиталей одного и того же атома, участвующих в образовании связей.

В результате гибридизации первоначальная форма облаков изменяется, и образуются два облака, имеющие форму ассиметричной гантели. электронная плотность в гибридной орбитали сконцентрирована по одну сторону в большей степени, чем по другую. Благодаря такому неравномерному распределению электронной плотности вокруг ядра, гибридное облако способно к более глубокому перекрыванию, чем обычное, и дает энергетически более выгодную связь.

sp-гибридизация

Гибридизуется одна s- и одна р-орбиталь, образуются две гибридные орбитали, которые располагаются на одной прямой под углом 180°. Молекула­ общего вида АХ2 имеет

линейную структуру. Примеры соединений: ВеН2, ВеС12,СО2, CS2. Типы гибридизации

Гибридизуются одна s- и две р-орбитали, образуются три гибридные орбитали, которые располагаются в одной плоскости под углом 120°. Молекула общего вида АХ3 имеет треугольную, плоскую

структуру.

Примеры соединений: ВCl3, ВН3, SO3. sр2-гибридизация характерна также для орбиталей углерода в молекуле этилена.Строение молекулы BCl3.

1. Электронная формула:

5B 1s22s22p1 17Cl 1s22s22p63s23p5

2.Переход атома бора в возбужденное состояние:

3.Пространственная схема В образовании связи участвуют одна s- и две р-орбитали, что приводит к образованию трех гибридных орбиталей, расположенных под углом 120о. У каждого атома хлора по неспаренному электрону.

Атом бора образует с тремя атомами хлора три σ-связи по обменному механизму. Тип гибридизации – sp2. Молекула BCl3 имеет форму

равностороннего треугольника с атомом бора в центре. Валентный угол α в таких молекулах равен 120о