Полярные и неполярные молекулы

Орбиталей. Пространственная конфигурация молекул.

Направленность ковалентной связи. Гибридизация атомных

Ковалентной связи

Донорно-акцепторный механизм образования

Кроме рассмотренного обменного механизма образования ковалентной связи, существует и другой механизм, когда образование ковалентной связи происходит при взаимодействии одного атома или иона с заполненной атомной орбиталью с другим атомом или ионом, имеющим вакантную орбиталь. Такой механизм образования ковалентной связи называется донорно-акцепторным.

Атом или ион, поставляющий электронную пару, называется донором, а атом или нон, ее принимающий, называется акцептором.

По донорно-акцепторному механизму происходит перекрывание вакантной орбитали акцептора с заполненной орбиталью донора или донорной группы.

Таким образом, валентность атомов элементов определяется как числом связей, образованных по обменному механизму, так и числом связей, образованных по донорно-акцепторному механизму.

В зависимости от направления перекрывания атомных орбиталей различают два вида ковалентной связи:

s-связь возникает при перекрывании атомных орбиталей вдоль оси, соединяющей ядра атомов (рис.1.):

Рис. 1

p связь возникает при перекрывании атомных орбиталей в плоскости, перпендикулярной оси, соединяющей ядра атомов (риc. 2):

Рис. 2

Таким образом,.s-электроны участвуют лишь в образовании s-связи; р - и d-электроны – в образовании s- и p -связей.

При наложении p -связи на s -связь образуются кратные связи - двойные и тройные.

Число связей между атомами называется кратностью или порядком связи.

С увеличением кратности связи длина связи уменьшается, а прочность ее возрастает.

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 (рис. 3).

Рис. 3

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.

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 180⁰ (рис. 4).

Рис. 4

При смещении одной s- и двух p-орбиталей образуются три гибридные орбитали (sp²-гu6puдuзация); угол между ними равен 120° (рис. 5).

Рис. 5

Взаимодействие одной s и трех p -орбиталей сопровождается sp³-гu6puдuзацией, при которой угол между гибридными орбиталями ранен 109⁰ 28' (рис. 6)

Рис. 6

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 же форму имеет молекула в случае sp -гибридизации орбиталей (рис 7).

Рис. 7

В случае sp² -гибридизации молекула (ВСl₃) имеет форму правильного треугольника, в котором угол между связями составляет 120° (рис. 8).

Рис. 8

В случае sp ³ - гибридизации форма молекулы (ССl₄) является тетраэдрической; угол между связями равен 109⁰ 28' (рис. 9).

Рис. 9

Дата добавления: 2014-01-06