Молекула форма и гибридизация электроно

Какой тип гибридизации атомных орбиталей азота имеет место при образовании молекулы аммиака. Какую геометрическую форму в связи с этим имеет эта молекула Дать схему перекрывания электронных облаков. [c.146]

В книге теоретические положения органической химии рассмотрены с позиций электронной теории строения вещ,еств. В доступной форме автор раскрывает физический смысл квантовых чисел, на примерах рассматривает химическую связь в молекулах органических веществ, направленность, гибридизацию электронных орбиталей, строение (У- и я- связей. [c.2]

Теория гибридизации. Обычрю атомы формируют связи за счет электронов разных энергетических состояний. Так, у атомов бериллия (2s 2p ), бора (2s 2p ) и углерода (2з 2р ) в образовании связей одновременно принимают участие как 5-, так и р-электроны. Несмотря на различие форм исходных электронных облаков, связи, образованные с их участием, оказываются равноценными и расположенными симметрично. В молекулах ВеС12, ВС1 з и СС14, например, валентный угол С1ЭС1 равен 180°, 120° и 109°28 соответственно. [c.70]

Влияние несвязывающей электронной пары центрального атома на строение молекул. Выше мы рассмотрели правильные геометрические формы молекул и комплексов с валентными углами 180, 120, 109,5, 90°. Однако, согласно экспериментальным данным, значительно чаще встречаются молекулы и комплексы с несколько иными значениями валентных углов. Валентные углы в молекулах НзЫ и НгО, например, составляют /1НЫН =107,3° и .НОН =104,5°. Согласно теории гибридизации центральные атомы этих молекул образуют химические связи за счет электронов хр -гибридных ор-бита/ ей. У атома углерода на четыре ар -гнбридиые орбитали приходится четыре электрона [c.71]

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]

Мы уже знаем, что для органических соединений наиболее характерна ковалентная малополярная связь, которая образуется перекрыванием электронных облаков. Нам также известно, что электронные облака имеют различную форму, которая может изменяться в результате гибридизации. Причем и р-облака, и гибридные электронные облака могут по-разному располагаться в пространстве. Так, например, в молекуле метана гибридные электронные облака атома углерода располагаются в пространстве так, что их вытянутые концы направлены к вершинам тетраэдра (III, с. 13). [c.51]

Электронные облака, соответствуюш,ие функциям ф , расположены в одной плоскости под углом 120° одно относительно другого (рис. 5.8). Четвертый электрон атома углерода в гибридизации не участвует. Облако этого электрона имеет форму симметричной гантели. Его ось перпендикулярна плоскости чертежа. В молекуле СаН эти электроны образуют одну л-связь. [c.130]

Тогда молекула аммиака должна иметь тетраэдрическую форму. Определенные экспериментально валентные углы в молекуле. Нз равны 107,3°. Наблюдаемое отклонение от тетраэдра связано со степенью вклада в гибридизацию неподеленной электронной пары. [c.103]

Моделирование химической связи заключается, например, в наглядном пространственном представления того или иного рода связи в виде перекрывания соответственно направленных облаков, образующих связь электронов, и изображения возникающей при этом формы общего электронного облака молекулы. Так, простая ковалентная связь между двумя атомами водорода изображается как следствие перекрывания двух электронных облаков с антипараллельными спинами, так что в их перекрывании по прямой, соединяющей ядра атомов, электронная плотность максимальна (см. рис. 19), или например, модель двойной связи в молекуле этилена (5/7 -гибридизация) [см. рис. 20 и 21], или модель тройной связи в молекуле ацетилена ( р-гибридизация) [см. рис. 22 и 23]. [c.315]

Квантовый расчет, показывающий, что орбитали с различной симметрией в свободном атоме при образовании химической связи принимают одинаковую форму, называется гибридизацией атомных орбиталей. Часто термином гибридизация обозначают расположение электронных облаков в молекуле, соответствующее данному приближенному расчету. Волновая функция гибридной орбитали составляется из волновых функций валентных электронов, умноженных на некоторые коэ( ициенты. Так, волновые [c.91]

Строение кольца бензола определяется формой гибридизации атомных орбиталей углеродного атома и, несмотря на наличие трех двойных связей, обладает очень высокой устойчивостью. Если в молекуле бензола нет замещающих водород атомов или функциональных групп, то все атомы углерода в кольце бензола равноценны и л-связи, возникающие за счет р-орбиталей гибридизированных соседних атомов, могут мигрировать между парами атомов, создавая общую молекулярную тг-орбиталь. На рис. 199 схематически показано строение цикла бензола. При наличии замещенных атомов водорода и возникновении более полярных связей распределение электронов в атомах, находящихся в различных положениях от замещенного атома водорода, изменяется. [c.447]

Из оптических исследований [86] выведено, что молекула JF, обладает формой пентагональной бипирамиды (симметрия Dg ). Атом иода находится в центре правильного пятиугольника, на вершинах которого находятся атомы фтора. Два атома фтора находятся на оси, проходящей через центр пятиугольника и перпендикулярной к его плоскости. О вариантах гибридизации электронов, соответствующих структурам JFg и JF см. [87]. [c.144]

Гексафторид серы SFg — устойчивый при нагревании, нерастворимый в воде бесцветный газ. Молекула этого вещества имеет форму правильного октаэдра с s/j d -гибридизацией электронных орбиталей атома серы. Степень окисления серы +6. SFg очень устойчив к химическим воздействиям. [c.477]

Возможно, что и в таких молекулах, как МНз и НгО, атомы азота и кислорода имеют хр -гибридизацию. Если бы в молекуле аммиака два электрона, не участвующие в образовании связи, были локализованы на 25-орбитали и в образовании связи N — Н принимали участие только р-орбитали, то углы между этими связями должны быть равны 90°. Однако физическими методами установлено, что молекула аммиака имеет форму сплющенной пирамиды [c.97]

Угловую форму молекул некоторых ЭГа объясняют sd-гибридизацией. У атома Бе валентные электроны находятся во втором слое, где нет ( -орбиталей, поэтому для него sd-гибридизация невозможна. У следующих за Ве элементов с ростом порядкового номера уменьшается различие энергий переходов ns-у пр и ns -> nd (в кДк/моль) [c.317]

Облако четвертого валентного электрона каждого из атомов углерода (т. е. облако р-электрона, не участвующего в гибридизации) имеет форму объемной восьмерки ( гантели ) и ориентировано перпендикулярно плоскости бензольного кольца. Каждое из таких р-электронных облаков перекрывается над и под плоскостью кольца с р-электронными облаками двух соседних атомов углерода. Это Рис. 29.12. Схема образования показано на рис. 29.13, а и, в проекции, ст-связей в молекуле бензола. на рис. 29.13, б. [c.568]

Изучение свойств ароматических молекул позволяет сделать вывод о том, что этот класс охватывает соединения, характеризующиеся цикличностью, планарностью и зр -гибридизацией атомов углерода (или аналогичным состоянием гетероатомов) и наличием значительной энергии делокализации. Строение ароматических молекул еще раз подтверждает мысль, что представления о строгой локализации электронов в связях, о дублете электронов как единственной форме связи, совершенно недостаточны и нуждаются в более широком рассмотрении, которое учитывало бы динамическую природу химического взаимодействия атомов, подвижность и квантовые характеристики электронного облака. [c.88]

Гибридизация электронных облаков — это распростра-неииое явление, когда в процессе образования связей в мо лекулах происходит перестройка электронных облаков атома так, что все образуемые им химические связи становятся одинаковыми, ти связи ие являются Ь — Р, 8 — 5 или другими. связями, а представляют собой своеобразный гибрид тех и других. Например, у возбужденного атома бериллия электронная конфигурация 152, 25 , 2Р и в образовании связи участвуют один 5 — и один Р — электрон. В ходе образования новой молекулы с участием атома бериллия происходит гибридизация электронов первоначальная форма электронных облаков (орбиталей) взаимно изменяется и образуется облако (орбиталь) новой, но уже одинаковой формы. [c.30]

Большие изменения произошли в изложении квантовой химии и теории химической связи в переводной и отечественной литературе и в преподавании теории строения вещества. Поэтому нам представлялось бесцельным повторно знакомить студентов III курса с качественными представлениями теории валентных связей и электронным строением молекул (форма электронных орбиталей, гибридизация, направленные валентности и др.), изучаемыми ими на I курсе. В то же время в ряде переводных и отечественных учебных пособий появилось вполне доступное изложение приближенных методов расчета молекул, основанных на методе молекулярных орбиталей метод молекулярных орбиталей в приближении Хюккеля (МОХ), теория кристаллического поля, теория поля лигандов и др. В связи с этим изложены количественные квантовохимические расчеты на основе строгого решения уравнения Шрёдингера для атома водорода (введение трех квантовых чисел п, I и [c.3]

При обобщении знаний учащихся о структуре веществ весьма эффективно использование наложений графопособий для характеристики геометрии и пространственного строения молекул (например, молекул фтороводорода и воды, воды и аммиака, аммиака и метана). При изучении типов гибридизации электронных орбиталей метод наложения позволяет проследить последовательность изменения энергий связей, форм электронных облаков, величин валентных углов и т. д., что обеспечивает более целенаправленное понимание теоретических вопросов. Новые возможности открывают прием, обратный наложению,— снятие транспарантов, что позволяет выделить детали, укрупнить их, освободив фон от других частей изображения. Так, в обучении химии снятие дает возможность выделить формулы веществ в уравнениях реакций, тепловые эффекты реакций, показать закономерность изменения свойств, физических констант и т. д. [c.130]

Для объяснения отличия валентных углов в молекулах Н2О и ЫНз от 90° следует принять во. внимание, что устойчивому со-СТ0ЯГ1ИЮ молекулы отвечает такая се геометрическая структура и такое пространственное расположение электронных облаков внешних оболочек атомов, которым отвечает наименьшая потенциальная энергия молекулы. Это приводит к тому, что при образовании молекулы формы и взаимное расноложенне атомных электронных облаков изменяются по сравнению с их формами п взаимным расположением в свободных атомах. В результате достигается более полное перекрывание валентных электронных облаков и, следовательно, образование более прочных ковалентных связей. В рамках метода валентных связей такая перестройка электронной структуры атома рассматривается чиа основе представления о гибридизации атомных о р б и т а л е й, [c.129]

Амплитуда колебаний атомных ядер во много раз (пропорцжо-нально квадратному корню из отнощения масс) меньше, чем электронов. Поэтому атомные ядра, принадлежащие данной молекуле, вместе со всеми своими электронами, кроме валентных (т. е. атомные остовы), связанные направленными межатомными связями, представляют собой довольно резко локализованный остов молекулы. Понятно, что форма молекулы зависит от строения остова, которое в свою очередь определяется характером межатомных связей, их направлением. Но, как мы знаем, направление межатомных связей задается той или иной комбинацией атомных орбита-лей, т. е. пространственной конфигурацией соответствующих электронных волновых функций, связанной с симметрией поля сил между атомным ядром и электронами, Так, в результате коаксиальной -гибридизации трехатомные молекулы галогенидов элементов И группы в газообразном состоянии имеют остов линейной формы. Четырехатомные молекулы, например ВРз, благодаря 5р2-гибридизации приобретают остов, в котором все соединяющие атомные остовы три связи располагаются в одной плоскости под углом 120° друг к другу. Тетраэдрическое строение остова пятиатомных молекул типа СН4 и ССЦ обусловлено р -гибридизацией к такой же конфигурации остова молекул приводит х -гибриди-зация.. Существуют также октаэдрическая ( р -гибридизация, плоская квадратная 5/7 -гибридизация, тригональная бипирами-дальная ( 5,о -гибридизация, каадратная пирамидальная 5р -гиб-ридизация и др. [c.84]

Пространственная конфигурация молекул и комплексов. Характер ги-бридишции валентных орбиталей центрального атома и их пространственное расположение определяют пространственную конфигурацию 1юлекул и комплексных ионов. Так, при комбинации одной 5- и одной р-орбитали возникают две р-гибридные орбитали, расположенные симметрично под углом 180° (рис. 48). Отсюда и связи, образуемые с участием электронов этих орбиталей, также располагаются юд углом 180°. Например, у атома бериллия ер-гибридизация орбитллей проявляется в молекуле ВеСЬ, которая вследствие этого имеет линейную форму [c.73]

Комбинация трех орбиталей — одной 5- и двух р-типа — приводит к образованию трех 5р -гибридных орбиталей, расположенных под углом 120° (рис. 48). Под таким же углом располагаются и связи, образованные с участием электронов этих орбиталей. Например, вследствие зр -гибридизации орбиталей атома бора молекула ВС13 имеет форму треугольника [c.73]

Число образующихся гибридных орбиталей соответствует числу электронов, участвующих в гибридизации. Так, например, при гибридизации орбиталей одного 5- и одного р-электрона атома Ве возникают две гибридные орбитали, расположенные под углом 180° и дающие начало образованию линейной по форме молекулы ВеХз. Такой вид гибридизации называется зр-гибридизацией. [c.53]

У иона Поэтому ион МО тронных пар. Молекула же N14.) имеет несвязывающую (неподе-ленную) электронную пару (рис. 46) и, следовательно, может выступать в качестве донора электронной пары. В результате донорно-акцепторного взаимодействия иона Zп + и молекул NN,1 образуется комплексный ион Zn (N14.3)41 Вследствие -гибридизации орбиталей цинка этот ион имеет форму тетраэдра [c.74]

Координационному числу ц. а, 2 ooтF eт твyют две а-связываюшие электронные пары, т. е. молекула СО2 имеет линейную форму (см. приложение II). Согласно модели гибридизации в образовании двух а-связей принимают участие одна 5- и одна р-орбитали ц. а., т. е. имеет место 5р-гибридизация валентных орбиталей углерода [c.180]

X ма бериллия с р-АО атомов фтора также изображено на рис. 4.27. Благодаря вытянутой форме гибридных орбиталей достигается более по.лное перекрьшание электронных обла-Рис. 4.27. Схема перекрыва- ков, в итоге образуются более прочные хими-ния р-АО фтора и 8-, р- и ги- ческие связи. Энергия, выделяющаяся при бридной д(8р)-АО бериллия. образовании этих связей, больше, чем суммар-Одна гибридная орбиталь берил- ыые затраты энергии на возбуждение атома бе-лия для наглядности показана риллия и гибридизацию его ато.мных орбита-смещенной вверх от общей оси. лей. Поэтому процесс образования молекулы [c.136]

При таком расспаривании, как видно из схемы, один электрон оказывается на s-, а второй на р-орбитали. У хлора валентный электрон находится на р-орбитали. Если у бериллия валентные электроны будут различными, то в молекуле ВеСЬ одна связь ВеС1 будет (р — р)ст-связью, а вторая (s—р) ст-связью. Очевидно, что связи должны быть неравноценными. Однако опыт показывает, что обе связи ВеС1 в молекуле ВеСЬ одинаковы. Это может быть лишь в том случае, если оба валентных электрона у атома бериллия идентичны, т. е. имеют одинаковую энергию. Следовательно, в процессе расспаривания электронов энергии их выравниваются, s- и р-орбитали смешиваются — происходит так называемая гибридизация атомных орбиталей. Гибридизация, кроме выравнивания энергий электронов, всегда означает еще и изменение формы электронных облаков. В самом деле, сферическая s-орбиталь смешивается (гибридизуется) с гантелевидной р-орбиталью, вследствие чего образуются две новые гибридные орбитали с одинаковой энергией. Такие орбитали характеризуются грушевидной конфигурацией электронного облака [c.91]

В свободном атоме или ионе комплексообразователя энергии всех ( -электронов, принадлежащих к одной и той же электронной оболочке, одинаковы, т. е. эти электроны занимают один энергетический уровень. В комплексе положительный ион-кэмплексообразователь окружен лигандами, которые могут быть или отрицательными ионами, или полярными молекулами, которые обращены к комплексообразователю своим отрицательным концом. Между электронами /-орбиталей иона-комплексообразователя и отрицательными лигандами действуют силы отталкивания, которые увеличивают энергию /-электронов. При этом электростатическое воздействие лигандов на различные /-орбитали неодинаково, так как поле лигандов не обладает сферической симметрией. Поэтому энергия электронов на /-орбиталях, расположенных близко к лигандам, возрастает больше, а на /-орбиталях, удаленных от лигандов, меньше в результате под Таблица 1.13. Ти/1ы гибридизации и соответствующие им геометрические формы комплексов [c.130]

Угловую форму молекул некоторых ЭП объясняют /-гибридизацией атомных орбиталей. У атома Ве валентные электроны находятся во втором слое, гяе нет -орбитжлей, поэтому для него х /-гибридизация невозможна. У следующих за бериллием элементов с ростом порядкового номера уменьшается [c.334]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология