Вопрос№13. Гибридизация атомных орбиталей и строение молекул.

sp-Гибридизация - это гибридизация, в которой участвуют атомные орбитали одного s- и одного p-электронов (рис. 1).

Рис. 1. Образование sp-гибридных орбиталей

В процессе гибридизации образуются 2 гибридные орбитали, которые ориентируются друг к другу под углом 180° (рис. 2).

Рис. 2. Модель атома с sp-гибридными орбиталями.

Пространственная конфигурация молекулы, центральный атом которой включает sp-гибридные орбитали, представлено на рис. 3.

Рис. 3. Пространственная конфигурация молекулы, центральный атом которой включает sp-гибридные орбитали.

Представление о sp-гибридизации орбиталей можно применить для объяснения линейной формы, например, молекулы BeH2, в которой атом бериллия образован гибридными sp-орбиталями. Модель этой молекулы показана на рис. 4.

Рис. 4. Модель молекулы BeH2

sp2-Гибридизация – гибридизация, в которой участвуют атомные орбитали одного s- и двух p-электронов (рис. 1).

Рис. 1. Образование sp2-гибридных орбиталей

В результате гибридизации образуются три гибридные sp2 орбитали, расположенные в одной плоскости под углом 120° друг к другу (рис. 2).

Рис. 2. Модель атома с sp2-гибридными орбиталями

Пространственная конфигурация молекулы, центральный атом которой включает в себя sp2-гибридные орбитали, представлена на рис. 3.

Рис. 3. Пространственная конфигурация молекулы, центральный атом которой включает в себя sp2-гибридные орбитали

Этот тип гибридизации наблюдается, например в молекуле BCl3. Модель этой молекулы изображена на рис. 4.

Рис. 4. Модель молекулы BCl3

sp3-Гибридизация – гибридизация, в которой участвуют атомные орбитали одного s- и трех p-электронов (рис. 1).

Рис. 1. Образование sp3-гибридных орбиталей

Четыре sp3-гибридные орбитали симметрично ориентированны в пространстве под углом 109°28' (рис. 2).

Рис. 2. Модель атома с sp3-гибридными орбиталями

Пространственная конфигурация молекулы, центральный атом которой образован sp3-гибридными орбиталями – тетраэдр (рис. 3).

Рис. 3. Тетраэдрическая пространственная конфигурация молекулы, центральный атом которой образован sp3-гибридными орбиталями

На рис. 4 представлена модель молекулы метана (CH4), в которой атом углерода подвергается sp3-гибридизации.

Рис. 4. Модель молекулы CH4

Вопрос№14. Полярная и неполярная ковалентная связь. Дипольный момент связи молекулы.

Различают две разновидности ковалентной связи: полярную и неполярную.

Полярная ковалентная связь образуется между атомами разных элементов с различной относительной электроотрицательностью. В этом случае электронное облако смещается в сторону более электроотрицательного атома. Пример

HCl, H₂O, H₂S, NH₃.

Образование молекулы хлороводорода HCl можно представить схемой:

Электронная пара смещена в сторону хлора, так как относительная электроотрицательность атома хлора больше, чем атома водорода.

Неполярная ковалентная связь образуется между атомами одного и того же элемента. Пример

H₂, O₂, Cl₂

Образование молекулы хлора Cl₂: