Пространственная конфигурация молекул. Полярные и неполярные молекулы

Гибридизация атомных орбиталей

Гибридизация (смешение) атомных орбиталей возникает тогда, когда в образовании химической связи участвуют электроны разных подуровней, поскольку они отличаются и энергией связи, и характером (прочностью и направленностью) образуемых связей.

В результате гибридизации электронных облаков разного типа происходит образование гибридных орбиталей, число которых определяется числом смешиваемых электронных облаков.

Перекрывание в случае гибридных орбиталей будет больше, чем в случае чистых орбиталей, поэтому при образовании химической связи будет выделяться больше энергии, а образовавшаяся связь будет прочнее (риc.1.7).

Рис. 1.7

При смешении одной s-орбитали и одной p-орбитали образуются две гибридные орбитали, и такой тип гибридизации называется sp - гибридизацией. Угол между гибридными орбиталями составляет 180°(риc.1.8).

Рис.1. 8.

При смещении одной s- и двух p-орбиталей, образуется три гибридные орбитали (sp²-гu6puдuзация); угол между ними равен 120°(риc.1.9).

Рис. 1.9.

Взаимодействие одной s и трех p - орбиталей сопровождается sp³-гu6puдuзацией, при которой угол между гибридными орбиталями равен 109° 28' (риc.1.10).

Рис. 1.10

Направленность химических связей определяет пространственную конфигурацию молекул. Если в состав молекулы входят два атома и перекрывание их атомных орбиталей происходит вдоль линии, соединяющей ядра атомов, то форма такой молекулы является линейной, а связи в молекуле расположены под углом 180°. Такую форму имеют двухатомные молекулы и молекула в случае sp - гибридизации орбиталей (рис.1.11).

Н₂ НCl Cl₂

Рис.1.11.

В случае sp² -гибридизации молекула имеет форму правильного треугольника, в котором угол между связями составляет 120° (рис.1.12).

Рис.1. 12.

В случае sp ³ - гибридизации форма молекулы является тетраэдрической; угол между связями равен 109° 28' (рис.1.13).

Рис.1.13.

В зависимости от характера распределения электронной плотности между атомами в молекуле различают полярные и неполярные молекулы.

В неполярных молекулах центры тяжести положительного и отрицательного зарядов совпадают.

Полярные молекулы представляют собой диполи, для оценки полярности которых используют электрический момент диполя молекулы:

m _м = d l

где l - длина диполя молекулы; d - заряд диполя молекулы.

Для двухатомной молекулы электрический момент диполя связи совпадает с электрическим моментом диполя молекулы.

Электрический момент диполя многоатомной молекулы является векторной величиной и представляет собой геометрическую сумму электрических моментов диполей связей, входящих в молекулу (m _м(н₂о₎ = 1,84·10^-29 Клм). У симметричных молекул электрический момент диполя равен нулю.

Дата добавления: 2013-12-12