ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Направленность ковалентной связи. Гибридизация атомных электронных орбиталей из "Общая химия Издание 18" в молекуле водорода (рис. 27, стр. 117) перекрывание атомных -электронных облаков происходит вблизи прямой, соединяющей ядра взаимодействующих атомов (т. е. вблизи оси связи). Образованная подобным образом ковалентная связь называется о-связью (сигм а-связь). [c.129] В образовании а-связи могут принимать участие и /7-электронные облака, ориентированные вдоль оси связи. Так, в молекуле НР (рис. 32) ковалентная ст-связь возникает вследствии перекрывания 1 -электронного облака атома водорода и 2/ -электрон-ного облака атома фтора. Химическая связь в молекуле Рг (рис. 33) — тоже а-связь она образована 2р-электронными облаками двух атомов фтора. [c.129] При взаимодействии / -электронных облаков, ориентированных перпендикулярно оси связи (рис. 34), образуется не одна, а две области перекрывания, расположенные по обе стороны от этой оси. Такая ковалентная связь называется я-связью (пи-связь). [c.129] Представление о направленности ковалентных связей позволяет объяснить взаимное расположение атомов в многоатомных молекулах. Так, при образовании молекулы воды электронные облака двух неспаренных 2р-электронов атома кислорода перекрываются с 15-электронными облаками двух атомов водорода схема этого перекрывания изображена на рис. 36. Поскольку р-электронные облака атома кислорода ориентированы во взаимно перпендикулярных направлениях, то молекула Н2О имеет, как показано на рис. 36, угловое строение, причем можно ожидать, что угол между связями О — Н будет составлять 90°. [c.130] Молекула ННз, образующаяся при взаимодействии трех р-электронов атома азота с -электронами трех атомов водорода (рис. 37), имеет структуру пирамиды, в вершине которой находится атом азота, а в вершинах основания — атомы водорода. И в этом случае можно ожидать, что углы между связями N — Н будут равны 90°. [c.131] Для объяснения отличия валентных углов в молекулах НгО и ННз от 90° нужно принять во внимание, что при образовании молекулы форма атомных электронных облаков может измениться по сравнению с их исходной формой в свободных атомах вместо неравноценных - и р-облаков могут образоваться равноценные смешанные или гибридные электронные облака происходит так называемая гибридизация атомных орбиталей. Такая деформация электронных облаков требует затраты энергии. Но в результате гибридизации электронные облака вытягиваются по направлению к взаимодействующему атому, благодаря чему увеличивается их перекрывание с электронным облаком этого атома. Более полное перекрывание валентных электронных облаков приводит к образованию более прочной химической связи и, следовательно, к дополнительному выделению энергии. Этот выигрыш энергии достаточен, чтобы с избытком скомпенсировать затраты энергии, необходимые для осуществления гибридизации. [c.131] Перекрывание гибридных sp-электронных облаков атома бериллия с р-электронными облаками атомов фтора изображено на рис. 40. Благодаря вытянутой форме гибридных орбиталей достигается более полное перекрывание взаимодействующих электронных облаков, а значит, образуются более прочные химические связи. Энергия, выделяющаяся при образовании зтих связей, больше, чем суммарные затраты энергии на возбуждение атома бериллия и гибридизацию его атомных орбиталей. Поэтому процесс образования молекулы ВеРг энергетически выгоден. [c.133] Возможны и другие случаи гибридизации атомных орбиталей, однако число образующихся гибридных орбиталей всегда равно общему числу исходных атомных орбиталей, участвующих в гибридизации. Так, при гибридизации одной 5- и двух р-орбиталей ( р -гибридизация — читается эс-пэ-два ) образуются три равноценные р -орбитали. В этом случае гибридные электронные облака располагаются в направлениях, лежащих в одной плоскости и ориентированных под углами 120° друг к другу (рис. 41). Очевидно, что этому типу гибридизации соответствует образование плоской треугольной молекулы. [c.133] Вернуться к основной статье