ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Отталкивание электронных пар геометрия молекул на основе подхода Седжвика — Пауэлла из "Химическая связь" При описании молекулы СН4 на основе эквивалентных орбиталей восемь валентных электронов имеют пространственные волновые функции О1 — 64, определяемые уравнениями (8.20), причем каждой пространственной функции соответствуют электроны со спинами а и р. В широком смысле можно говорить о том, что на каждой эквивалентной орбитали находятся по два электрона, которые называют локализованными на связях электронными парами. [c.179] Для молекулы СН4 отталкивание между двумя Сумма —40,1823/ ,, парами электронов, находЯ щихся на разных локализованных на связях эквивалентных орбиталях, составляет примерно 1,62 Вн, так что полная энергия отталкивания между парами валентных электронов составляет приближенно 6-1,62 = 9,72 Ей. [c.180] Эквивалентные орбитали были рассчитаны Калдор [3], исходившей из молекулярных орбиталей ННз на основе критерия минимального отталкивания между парами. Это было сделано для пирамидальной, наиболее стабильной по спектроскопическим данным конфигурации молекулы ЫНз, а также для плоской конфигурации. Калдор нашла, что отталкивание между электронными парами возрастает при переходе от пирамидальной конфигурации к плоской на величину, изменяющуюся в пределах 0,24 н — 0,44 н в зависимости от типа взятых для расчета молекулярных орбиталей. Большая часть этого увеличения обусловлена усилением отталкивания между неподеленной парой и тремя локализованными на связях парами. [c.181] Тригональная бипирамида имеет более низкую энергию отталкивания между парами. [c.182] Пространственные конфигурации электронных пар (от двух до шести), соответствующие минимуму энергии, приведены в табл. 8.3. Единственная из них, которая не столь очевидна,— это тригональная бипирамида. Второе вероятное распределение для пяти электронных пар, фактически лишь чуть менее энергетически благоприятное, — это четырехгранная пирамида (рис. 8.5). [c.182] Примерами молекул с шестью электронными парами при центральном атоме являются соединения 5Рб, 1р5 и Хе 4. Шесть валентных электронов серы, и по одному электрону от каждого атома фтора, образуют в 5Рб шесть простых связей 5Р. В ГРз только пять из семи валентных электронов иода идут на образование простых связей, остальные два электрона составляют неподеленную пару. В Хер4 четыре из восьми валентных электронов Хе идут на образование связей, четыре другие составляют две неподеленные пары. [c.182] Квадратная плоская конфигурация находится в согласии с экспериментом. [c.183] Т-образная структура (слева) находится в согласии с экспериментом. [c.184] Даже с учетом второго правила, определяющего отталкивание между электронными парами, конфигурации молекул с пятью электронными парами остаются неопределенными. Так, в IF3 три из семи валентных электронов хлора образуют связи С1 — F, а остальные дают две неподеленные пары. Если бы единственным критерием была минимизация 1р — 1р-отталкивания, то две неподеленные пары должны были бы занимать полярные положения в тригональной бипирамиде и молекула IF3 имела бы структуру плоского равностороннего треугольника (симметрии Оз/,). Однако во всех соединениях, содержащих пять пар валентных электронов, неподеленные пары занимают экваториальные положения, как это показано на рис. 8.8. Так, молекула IF3 имеет примерно Т-образную форму. Отсюда заключаем, что в этом случае шесть отталкивательных 1р — Ьр-взаимодействий оказывают большее влияние, чем одно отталкивательное 1р — 1р-взаимодействие. [c.184] Известны примеры всех трех структур. [c.184] Вернуться к основной статье