ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Гибридизация из "Химическая связь" В развитой Льюисом теории считается, что ковалентная связь обусловлена обобществлением электронов атомами, так что каждый атом комплектует стабильный октет электронов При переносе этой идеи в квантовую механику ковалентную связь ассоциировали с перекрыванием двух атомных орбиталей, содержащих каждая по одному электрону, и спариванием спи нов (одного а и другого Р) двух электронов. [c.175] В молекулах типа СН4, имеющих четыре эквивалентные ковалентные связи, существует очевидная трудность с применением для их описания картины атомных орбиталей, связанная с тем, что хотя на атоме углерода имеются четыре валентные орбитали (2s, 2рх, 2ру, 2рг), перекрывающиеся с орбиталями атомов водорода, эти орбитали не принадлежат одному и тому же типу. Чтобы разрешить эту трудность, была введена концепция гибридизации орбитали, участвующие в образовании ковалентных связей, не обязательно представляют собой атомные орбитали, но могут быть гибридными (или смешанными) атомными орбиталями. [c.175] Заметим, что для каждой из этих гибридных орбиталей отношение 5- и р-плотностей одно и то же. Плотности определяются квадратами коэффициентов при атомных орбиталях, входящих в данную волновую функцию. Так, ф имеет Д -плотности и по /4 на каждую из трех р-орбиталей, так что суммарная р-плот-ность равна V4 Такое состояние будем называть р -гибридом, применяя общее обозначение 5р для гибрида, в котором отношение р- и 8-плотностей равно п 1. [c.175] Главная особенность гибридных орбиталей —их максимальная амплитуда в одном пространственном направлении, поэтому они идеально подходят для обсуждения химической связи в молекулах, где особенно важно исследование углов между связями. Так, в парафиновых углеводородах валентные углы прп атоме углерода расположены тетраэдрически (равны 109°). Поэтому естественно взять описанные выше гибридные хр -орби-тали в качестве базиса при обсуждении химической связи в таких молекулах. [c.177] Заметим, что 2рл -орбиталь, нуль которой расположен в плоскости молекулы, не вносит вклада в эти гибриды. [c.178] Даже для молекулы типа ацетилена применение целых гибридов при обсуждении химической связи не оправдано качественно, так как нет причин полагать, что гибрид, наилучший для построения связи СН, будет иметь то же отношение 5 р, что и гибрид для описания тройной углерод-углеродной связи. Расчеты по методу молекулярных орбиталей показывают, что 2р -орбиталь углерода вносит больший, чем 25-орбиталь, вклад при образовании СН-связей, но меньший, чем 25-орбиталь, вклад при образовании С—С-связей в этой молекуле. [c.178] Можно построить стандартные комбинации и для других правильных геометрических фигур, таких, как тригональная бипирамида (соответствующие гибридизации зр й или хр ). Однако интерес к этой области существенно уменьшился в последние годы, поскольку доминирующая роль в теории химической связи перешла от метода валентных схем к методу молекулярных орбиталей, и описание связи на основе представлений о гибридизации вне химии углерода встречается все реже. [c.179] Исключение составляет качественный подход к описанию геометрии молекул, впервые предложенный Седжвиком и Пауэллом в 1940 г. и впоследствии значительно расширенный Найхол-мом и Гиллеспи. Он будет рассмотрен в следующем разделе. [c.179] Вернуться к основной статье