Гибридизация атомных орбиталей: понятие и основные виды
Опубликованно 21.01.2019 02:52
Одной из задач химии является изучение строения вещества, в том числе выяснение механизма образования различных соединений из более простых веществ, образованных атомами одного химического элемента. Особенности взаимодействия атомов, точнее, их толковый словарь заряженных электронных компонентов, оболочек и ядер, – описывает различные типы химической связи. Таким образом, вещества, имеющие молекулярную структуру, образуются путем valentino связи, для описания которой в 1931 году, американский химик Л. Кулак, была предложена модель гибридизации атомных орбиталей. Понятие valentino связи
В случае, если процесс взаимодействия обучения, общей для двух атомов электронных пар электронных облаков, говорят о valentino связи. В результате ее появления формируется маленькая частица простое или сложное вещество, молекула.
Одной из особенностей valentino связи является его ориентация – следствие сложной формы электронных орбиталей p, d и f, который, не имеющих сферической симметрии, имеют определенную пространственную ориентацию. Другой важной особенностью этого типа химической связи – насыщенность из-за ограниченного числа внешних – валенсия – облака в атоме. Поэтому существование молекулы, например, H2O, может быть, но H5O. Типы valentino связи
Образование общих электронных пар может происходить по-разному. Механизм образования valentino общения играет важную роль и характер перекрытия облака и симметрия пространственного результирующего облака. По этому критерию Л. Полинг предложил различать следующие типы: Сигма-связь (?), отличается наибольшей степени перекрытия оси, проходящей через ядро атома. Здесь плотность облака будет максимальной. Пи-связь (?) образуется при боковом перекрывании, и облако электронов, соответственно, имеет наибольшую плотность за пределами соединяющей ядра оси.
Этих пространственных характеристик имеют большое значение, поскольку они коррелируют с параметрами valentino связи. Характеристики многоатомных молекул
Концепция гибридизации атомных орбиталей была введена Кулак, чтобы объяснить особенности valentine связей в молекулах многоатомных. Известно, что связи, образуемые атомом в центре, в эти молекулы одинаковы, космической и энергетической характеристики. Это происходит вне зависимости от того, орбитали s, p или d) участвуют в образовании пар.
Очень удобный и пример для иллюстрации этого явления является атом углерода. При входе в химической связи атома в возбужденном состоянии имеет 4 электронов орбиталей: 2s, 2px2py и 2pz. Последние три отличаются от орбиталей 2s энергии и формы. Однако, в одной молекуле, например, метана CH4 , четыре отношения совершенно равны и имеют валенсии углы 109,5° (в то время как p-орбитали расположены под углом 90°). В другие соединения углерода встречаются валенсия углы 120° и 180°; в-молекулы, содержащие азот (аммиак NH3) и кислорода (воды H2O), эти углы 107,5° 104,5°. Появление этих валентных углов, также требует объяснения.
Сущность явления
Идея гибридизации заключается в формировании среднего орбиталей путем перекрывания электронных облаков различных типов с близкими значениями энергии – s, p, d. иногда количество не – гибридных орбиталей соответствует числу перекрывающихся облаков. Потому что орбитальная волновая функция, которая определяет вероятность нахождения электрона в той или иной момент атома, орбитальный гибрид представляет собой суперпозицию волновых функций, в результате электронных переходов при возбуждении атома. Это приводит к появлению аналогов в волновых функций, отличаясь только направленностью.
Гибридные орбитали эквивалентны по энергии и имеют одинаковую форму в виде восьмерки, с сильной асимметрии ядра. На гибридных занимает меньше энергии, чем выделяется при образовании твердых valentino связи гибридные орбиты, таким образом, такой процесс энергетически благоприятный, это более вероятно.
Основные типы гибридизации орбиталей и геометрия молекул
Различные варианты перекрытия (cstr) внешних электронных облаков атома. Наиболее распространенными являются следующие типы перекрытия орбиталей: Sp3-гибридизации. Этот параметр достигается при наложении одна s, три p-орбитали. Результатом его становятся четыре гибридных орбиталей, оси которых направлены для любой пары углами 109,5°, соответствующий минимуму общих отталкиванию электронов. При присоединении этих орбиталей в ?-связи с другими атомами, образуются молекулы в составе конфигурации, например, метана, этана C2H6 (сочетание двух тетраэдров), аммиак, вода. В молекуле аммиака, в молекуле воды – две вершины тетраэдра заняты не говорит ни электронными парами, что приводит к снижению как угол. Sp2-гибридизация происходит при сочетании одно-и двух p-орбиталей. В этом случае, тройка гибридных орбиталей расположены под углами 120° в одной плоскости. Похож на треугольную форму имеют, например, молекулы трихлорида бора BCl3, находящий применение в различных технологиях. Другой пример молекулы этилена образуются ?-связи между атомами углерода, в котором p-орбиталей вести и ориентированные перпендикулярно поверхности, на два треугольника. Sp-гибридизация происходит при смешивании одной s-и p-орбитали. Два гибридных облака располагаются под углом 180° и молекула имеет линейную конфигурацию. Примеры молекулы хлорида бериллия BeCl2 или ацетилена C2H2 (в последние два вести p-орбитали углерода образуют дополнительные ?).
Есть более сложные варианты гибридизации атомных орбиталей: sp3d, sp3d2 и другие. Роль модели гибридизации
Концепция Голосования дает хорошее качественное описание структуры молекул. Она удобна и видимости, успешно объясняет некоторые особенности valentine соединений, таких, что значения валентных углов или выравнивание длины химической связи. Однако, количественной стороны, модель не может считаться удовлетворительным, поскольку не позволяет сделать многие важные предсказания о физических эффектов, связанных с особенностями структуры молекул, например, молекулярных солнечных спектров. Сам автор концепции гибридизации уже в начале 1950-х годов, отмечал его недостатки.
Тем не менее, в формировании современных представлений о строении вещества модель гибридизации атомных орбиталей играет большую роль. На основе его были разработаны более адекватные концепции, например, теории отталкивания электронных пар. Поэтому, конечно, модель гибридизации был важный шаг в развитии теоретической химии, и при описании некоторых аспектов электронной структуры молекул, он применяется в настоящее время. Автор: Винер Андреева 24 Октября 2018 Года
Категория: Студентам