Гібридизація орбіталей

Часто в утворенні декількох хімічних зв’язків беруть участь різні атомні орбіталі одного і того ж атома, наприклад, s - і р -орбіталі. Дослід показує, що зв’язки, утворені різними орбіталями, виявляються рівноцінними. Для пояснення цього Л.Полінг ввів уявлення про гібридизацію атомних орбіталей.

Якщо при утворенні хімічного зв’язку беруть участь один s- і один р -електрон, то при комбінації s - і р -орбіталей утворюється дві гібридні sp -орбіталі, розташовані відносно одна одної під кутом 180⁰ (sp -гібридизація – читається ес-пе-гібридизація). Гібридна sp -орбіталь більше витягнута в одну сторону від ядра, ніж в другу (рис. 11):

(s-p) – орбіта лі дві s p -орбіталі

Рис. 11. sp -Гібридизація валентних орбіталей

Якщо при утворенні хімічних зв’язків відбувається sp - гібридизація, то молекула має лінійну будову. Прикладом може слугувати BeCl₂ (рис. 12):

Рис. 12. Лінійна молекула BeCl₂

Можливі і інші випадки гібридизації атомних орбіталей. Так, при гібридизації однієї s - і двох р -орбіталей (sp² -гібридизація – читається ес-пе-два) утворюється три рівноцінні гібридні орбіталі, вони лежать в одній площині і орієнтовані під кутом 120⁰ одна до одної (рис. 13).

(s+p+p) – орбіталі три sp² – орбіта лі

Рис. 13. sp² –Гібридизація валентних орбіталей

Молекула з таким типом гібридизації має форму плоского трикутника з кутом між гібридними орбіталями 120⁰ (наприклад, BCl₃, BF₃, рис. 13).

Рис. 14. Трикутна молекула BCl₃

Якщо в гібридизації беруть участь одна s - і три р -орбіталі (sp³ -гібридизація), то в результаті утворюється чотири гібридні sp³ -орбіталі, витягнуті в напрямах до вершин тетраедра, тобто орієнтовані під кутами 109⁰28^’ одна до одної. (рис. 14):

(s+p+p+p) – орбіталі чотири sp³ -орбіталі

Рис. 15. sp³ -Гібридизація валентних орбіталей

Така гібридизація відбувається, наприклад, у збудженому атомі Карбону при утворені молекули метану СН₄. Тому молекула метану має форму тетраедра (рис. 16).

Рис. 16. Перекривання орбіталей в молекулі СН₄

Дата добавления: 2015-05-24