Молекулярные орбитали гибридные

Исходя из приведенных данных, строение молекулы Оз можно объяснить следующим образом. Центральный атом кислорода молекулы Оз находится в состоянии хр2-гибридизации (за счет 2 -, 2p .- и 2р, -орбиталей). Две из гибридных 5р -орбиталей центрального атома участвуют в образовании двух <т-связей О—О (дпух молекулярных о< и-орбиталей). Третья хр -гибридная орбиталь (молекулярная сг-орбиталь) содержит неподеленную электронную пару. 2р -Орбиталь центрального атома (расположенная перпендикулярно плоскости расположения атомов) и 2р -орбитали крайних атомов участвуют в образовании нелокализованной я-связи (молекулярная ясв-орбиталь). Таким образом, невозбужденное состояние молекулы Оз отвечает следующему заполнению молекулярных орбиталей [c.320]

МЕТОД ЛКАО. В структуре, которую мы только что рассмотрели, для описания связей использовались молекулярные орбитали. Мы конструировали эти орбитали простой комбинацией ( смешиванием ) атомных орбиталей. Такой подход к построению молекулярных орбиталей обычно называется методом ЛКАО (линейной комбинации атомных орбиталей). Атомными орбиталями, используемыми в методе ЛКАО, могут быть либо чистые атомные (как в уже рассмотренных нами случаях), либо гибридные атомные орбитали (как это будет рассмотрено ниже). [c.37]

Химическая связь в координационных комплексах. Электростатическая теория. Теория валентных связей. Гибридные и хр внешнеорбитальные комплексы. Теория кристаллического поля. Энергия расщепления кристаллическим полем. Низкоспиновые комплексы и высокоспиновые комплексы. Сильные и слабые лиганды. Теория молекулярных орбиталей. я-Взаимодействие между лигандами и металлом. Дативное л-взаимо-действие между металлом и лигандами. [c.204]

Каждая из указанных гибридных орбиталей может перекрываться с орбиталью лиганда с образованием связывающей и разрыхляющей орбита-лей, имеющих а-симметрию относительно оси связи между металлом и лигандом. Неподеленная пара электронов от каждого лиганда занимает возникающую связывающую молекулярную орбиталь, и в результате образуются шесть ковалентных связей (рис. 20-8). Аналогичные соображения поясняют образование четырех эквивалентных гибридных орбиталей, направленных к вершинам квадрата в плоскости ху, из р - и [c.225]

Точками показаны так называемые трехцентровые связи, при которых общая пара электронов занимает молекулярную орбиталь, охватывающую три атома два атома бора и мостиковый атом водорода (образуется такая орбиталь при перекрывании ls-орбитали атома водорода с sp -гибридными орбиталями двух атомов бора). [c.309]

Степень окисления —3. Аммиак молекула ЫНз имеет форму тригональной пирамиды НЫН=107°, ее дипольный момент равен 1,460. Согласно теории валентных связей (ВС) атом азота в ЫНз находится в состоянии 5/ -гибридизации связующими являются три гибридные орбитали, четвертая — несвязующей. Энергетическая диаграмма молекулярных орбиталей ЫНз приведена на рис. 17.9. [c.438]

ВзН см. разд. 13-2). В этой молекуле к центральному атому бора присоединены три атома водорода. Согласно теории локализованных молекулярных орбиталей, связь в этой молекуле осуществляется в результате гибридизации 2х-орбитали и двух 2р-орбиталей атома бора с образованием трех эквивалентных хр -гибридных орбиталей (рис. 13-3). Каждая гибридная орбиталь имеет на одну треть 5-характер и на две трети р-характер. Поскольку любые две р-орбитали лежат в одной плоскости, а х-орбиталь не имеет пространственной направленности, три хр -ги-бридные орбитали лежат в одной плоскости. Эти три хр -гибридные орбитали, перекрываясь с тремя водородными 1х-орбиталями, образуют три эквивалентные локализованные связывающие орбитали. Каждая из таких связывающих (хр -ь 1х)-орбиталей занята в молекуле ВН3 парой электронов, как это схематически показано на рис. 13-4. На основании представления о гибридньгх орбиталях можно предсказать, что молекула ВН3 должна иметь плоскую тригональную структуру. Угол между межъядерными осями Н—В—Н, называемый валентным углом Н—В—Н, должен составлять 120°. [c.553]

Молекулы типа NH3 или HjO могут быть описаны с использованием представлений о локализованных молекулярных орбиталях. Например, в NH3 имеются три связывающие электронные пары на трех локализованных орбиталях типа sp + Is), а также неподеленная пара электронов на оставшейся гибридной sp -орбитали. [c.595]

Штриховой линией и пунктиром на этой схеме показаны трехцентровые связи здесь общая пара электронов занимает молекулярную орбиталь, охватывающую три атома — мостиковый атом водорода и оба атома бора. Такая орбиталь образуется вследствие перекрывания 1з-орбитали атома водорода с ер -гибридными орбиталями двух атомов бора (см. рис. 15.1). Четыре концевых атома водорода связаны с атомами бора обычными двухцентровыми двухэлектронными связями. Таким образом, из двенадцати в ентных электронов, [c.397]

Причина неожиданной неустойчивости молекулы циклопропана заключается в том, что она сильно напряжена. Трехчленный углеродный цикл имеет валентные углы по 60° вместо обычных для углерода тетраэдрических углов 109,5°. Если обратиться к представлениям теории молекулярных орбиталей, можно понять, что перекрывание между гибридными хр -орбиталями атомов углерода в молекуле циклопропана должно быть небольшим, а это означает, что связи оказываются слабыми. В молекуле циклобутана напряжение, или деформация связей, несколько смягчается, а в молекуле циклопентана этот эффект выражен еще меньше. Данные [c.32]

Гибридная функция состоит из двух неравных долей. Наличие у гибридной функции одной очень широкой доли, простирающейся далеко от ядра, обеспечивает хорошее перекрывание таких функций при образовании молекулярных орбиталей. [c.101]

Поскольку эти новые орбитали представляют собой смесь двух исходных орбиталей, их называют гибридными. Так как для образования гибридной орбитали необходимо слияние 5-и р-орбиталей, ее называют р-орбиталью. Каждая р-орбиталь состоит из двух долей большой и очень маленькой. Все р-ор-битали являются атомными орбиталями, хотя они возникают только в процессе образования связи и не отражают возможную структуру свободного атома. Атом ртути образует две связи за счет перекрывания двух больших долей, показанных на рис. 1.3, с орбиталью внешнего атома. Это может быть 5-, р-, й- или /-орбиталь или же другая гибридная атомная орбиталь, но перекрываться могут только доли одного знака. В любом из этих случаев возникающая молекулярная орбиталь будет называться ст-орбиталью, так как она удовлетворяет данному выше определению ст-орбитали. [c.20]

Чтобы применить полученные результаты для обсуждения электронного строения двухатомных молекул, нужно знать относительные энергии всех молекулярных орбиталей. Порядок устойчивости отдельных орбиталей можно установить экспериментально по молекулярным спектрам в УФ-области. Теоретически удается воспроизвести такую картину, если учесть взаимодействия различных атомных орбиталей, имеющих одинаковую симметрию. Так, например, если разность энергий между 25- и 2р-состояниями невелика, то при построении молекулярной (т-орбитали их необходимо учитывать совместно. В результате возникнут МО, не имеющие чистого 5- или р-характера, с некоторыми гибридными функциями, аналогичными тем, которые были введены в методе ВС. Не вдаваясь в дальнейшие подробности, перейдем непосредственно к окончательному виду энергетической диаграммы. На рис. П1.22 слева и справа находятся атомные уровни, которые при взаимодействии дают систему молекулярных уровней, изображен- [c.188]

V Сопоставление теорий МО, ВС и КП. Теория молекулярных орбиталей дает самый общий подход к описанию свойств комплексных соединений, объединяя идеи как теории валентных связей, так и теории кристаллического поля. Шести сг = -орбиталям октаэдрического комплекса в рамках теории валентных связей отвечают шесть а-связей, возникающих за счет донорно-акцепторного взаимодействия psp -гибридных орбиталей комплексообразователь и электронных пар шести лигандов (рис. 215). Что же касается молекулярных л - и [c.513]

Представление об электронной структуре бензола тесно связано сего геометрическим строением. Плоская координация связей с валентными углами 120 свидетельствует в пользу существования зр -гибридных орбиталей на атомах углерода. Таким образом, молекула бензола представляет собой плоский скелет из а-связей. В перпендикулярной плоскости остаются облака шести р-электро-нов, перекрывание между которыми дает п-связи. Шесть чистых р-орбиталей взаимодействуют между собой с образованием шести молекулярных орбиталей, три из которых оказываются связывающими, а три разрыхляющими [c.197]

Таким образом, в отличие от у- и /)-орбиталей, описывающих реальные электронные состояния в свободном атоме, гибридная -орбиталь — удобный математический прием, чтобы изобразить молекулярную орбиталь в виде линейной комбинации двух функций, по одной от каждого атома. Для наглядности можно представить себе две -орбитали как 5- и /7-орбитали, измененные в поле другого атома и приобретающие новый, одинаковый вид. Форма граничного облака такой -орбитали может быть определена расчетом (рис. 46) [к-33]. Гибридная функция [c.126]

Оставшихся 14 электронов явно недостаточно для образования формально двухэлектронных связей вдоль 12 ребер полиэдра, и, следовательно, вместо них нужно построить схему делокализованных молекулярных орбиталей из гибридных 5р -, р - и -орбиталей бора. Нетрудно показать, что они приводят к связывающим комбинациям и изображенным на рис. 2. Четырнадцать скелетных электронов как раз размещаются на этих семи связываю- [c.150]

При описании химической связи в этих фрагментах прежде всего необходимо построить шесть октаэдрических гибридных орбиталей атома металла. Мы здесь не касаемся вопросов, связанных с гибридизацией, но используем соображения симметрии при построении гибридных орбиталей так же, как это делалось при построении молекулярных орбиталей [24]. В октаэдрическом комплексе шесть гибридных орбиталей направлены к лигандам и все они вместе образуют базис для представления точечной группы. В табл. 7-4 сведены характеры для О), и представление для шести гибридных орбиталей. Представление сводится к [c.350]

Связь между гибридными атомными орбиталями и теорией молекулярных орбиталей можно установить, сравнивая функции [c.176]

В неэмпирическом методе молекулярных орбиталей будут получены одни и те же конечные результаты вне зависимости от того, взяты ли в качестве базиса гибридные орбитали или [c.176]

Теория молекулярных орбиталей позволяет дать и другое объяснение двойной связи в этилене оно основано на представлении о sp -гибридиза-ции валентных орбиталей атомов углерода. Согласно этой модели, две из четырех sp -орбиталей каждого атома углерода перекрываются с двумя аналогичными орбиталями другого атома углерода. В этом случае два углеродных тетраэдра имеют общее ребро, подобно тому как это было описано ранее для. BjHg (см, рис. 13-9). Однако суммарное перекрывание атомных орбиталей в рамках этой модели оказывается меньшим, чем в рамках модели с sp -гибридизацией, откуда следует, что связь должна быть не столь прочной. Кроме того, тетраэдрическая модель с двумя изогнутыми связями предсказывает, что угол Н—С—Н ближе к тетраэдрическому значению 109,5°, чем к значению 120°, основанному на представлении о хр -гибридизации. Экспериментально наблюдаемое значение этого угла (117°) свидетельствует в пользу модели двойной связи, изображенной на рис. 13-19, а не в пользу модели с изогнутыми связями, основанной на представлении о sp -гибридных орбиталях углерода. [c.568]

Электронное строение многоатомных молекул может быть объяснено образованием локализованных молекулярных орбиталей между каждой парой соседних атомов в молекуле. Для объяснения связи между центральным атомом молекулы (например, углерод в СН4) и присоединёнными к нему периферийными атомами (четыре атома водорода в СН4) часто используют гибридные орбитали, из которых затем строят локализованные орбитали. Если к центральному атому присоединены четыре периферийных атома, для образования локализованных связывающих орбиталей используются четыре эквивалентных sp -гибрида (тетраэдрические гибридные орбитали) при наличии трех периферийных атомов центральный атом использует для образования связей с ними три своих эквивалентных sp -гибрида (плоские тригональные гибридные орбитали) при двух периферийных атомах центральный атом использует два эквивалентных sp-ги-брида (линейные гибридные орбитали). Например, каждую связь С—Н в молекуле СН4 можно представить как электронную пару на локализованной связывающей молекулярной орбитали, образованной sp -гибрида-ми атома углерода и ls-орбиталями атомов водорода [схема связи (sp -I-+ Is)]. [c.595]

Наиболее интересен пример с оксидом углерода. Разность электроотрицательностей кислорода и углерода А (ЭО) = I. Между тем дипольный момент молекулы очень мал ц(СО) = 0,37-Кл-м (0,112 Д). Более того, как установлено радиоспектроскопическими методами, отрицательный полюс диполя в молекуле СО находится на более электроположительном атоме углерода, а не на кислороде, как следует из концепции электроотрицательности. Объяснение этому дает рассмотрение диаграммы молекулярных орбиталей СО (см. 33). Дипольный момент, создаваемый несимметричным распределением заряда на связывающих 4ст1я-орбиталях, компенсируется дипольным моментом неподеленной пары на 5ст-гибридной орбитали. Последняя сосредоточена вблизи ядра углерода и направлена в сторону, противоположную ядру кислорода. Благодаря этому результирующий диполь очень мал, и его отрицательный полюс неожиданно оказывается на атоме углерода. [c.138]

Как мы видели, тригонально-пирамидальное строение имеет молекула аммиака НаЫ. Согласно методу валентных связей в ней атом азота находится в состоянии 5р -гибридизации. Из четырех вр -гибридных орбиталей азота три участвуют в образовании трех ст-связей Ы—Н, а четвертую орбиталь занимает несвязывающая электронная пара. В терминах метода молекулярных орбиталей это соответствует заполнению трех связывающих и одной почти несвязывающей молекулярной ст-орбитали [c.100]

Исходя из приведенных данных строение молекулы О3 можно объяснить следующим образом. Центральный атом кислорода молекулы О3 находится в состоянии 5р -гибриднзации (за счет 25-, 2р и 2ру-орбиталей). Две из гибридных хр -орбиталей центрального атома участвуют в образовании двух а-связей О—О (двух молекулярных асв-орбиталей). Третья р -гибридная орбиталь (молекулярная а-орбиталь) содержит неподеленную электронную пару. гр -Орбиталь центрального атома (расположенная перпендикулярно плоскости расположения атомов) и гр -орбитали крайних атомов участвуют в образовании нелокализованной я-связи (молекулярная я в. орбиталь). Таким образом, невозбужденное состояние молекулы О3 отвечает следующему заполнению молекулярных орбиталей [c.347]

Расчет электронной структуры молекулы диборана по методу МО приводит к представлению о трехцентровых молекулярных орбиталях, охватываюш,их два ядра бора и расположенный в середине атом водорода. Упрощенный метод построения трехцентровой орбитали состоит в использовании атомной ls-орбитали атома водорода и 5р= -гибридных [c.195]

Примером может служить молекула ВгНа- Согласно представлениям об электронных парах в этой молекуле не хватает одной пары электронов для образования семи связей — минимального числа, необходимого для соединения восьми атомов. Реальное строение молекулы приведено на рис. 29. Оно соответствует образованию каждым атомом В двух двухцентровых связей с атомами И, а кроме того, образование единой системы из шести молекулярных орбиталей за счет двух атомных 15-орбиталей атомов Н и четырех 5р -гибридных орбиталей двух атомов В. На двух связывающих орбиталях этой системы размещается четыре электрона, по одному от каждого атома В и каждого мостикового атома Н. [c.73]

Аналогично тому как это сделано для молекул Н2О и ВеНд, можно составить исходя из соображений симметрии четырехцентровые орбитали для молекулы СН3, плоской (Лз ) и ей подобных, и показать, что они преобразуются к эквивалентным локализованным молекулярным орбиталям. При этом центральный атом участвует в ЛМО гибридными ур -функциями, направленными в плоскости под углом 120°. И, наконец, таким же образом пятицентровые МО в молекуле метана преобразуются к четырем ЛМО, направл<шным от атома С к четырем атомам Н под углами 109° 28. Ввиду важности молекулы СН4 к ак родоначальника органических соединений рассмотрим ее особо. [c.197]

Проведенное рассмотрение имеет общий характер — в приближении ЛКАО из двух атомных орбиталей формируются две молекулярные, одна из которых является связывающей, а другая — разрыхляющей. Однако области перекрывания могут существенно отличаться для различных атомных орбиталей. При этом возможны два основных варианта. Максимальное перекрывание может происходить на линии, соединяющей атомы, как при сближении двух атомов Н. Аналогичный тип перекрывания может реализоваться при образовании молекулярных орбиталей из одной s- и одной р-орбитали, а также из двух /7-орбиталей, однако при этом р-орбп-тали должны быть ориентированы по линии, (Jeдиняющeй ядра (рис. 6). Образующиеся молекулярные орбитали в этом случае называются а-орбиталями. Для образования о-орбиталей особенно хорошо приспособлены гибридные орбитали, так как они ориентированы преимущественно в одном из направлений вдоль оси, что обеспечивает более эффективное перекрывание с атомными орбиталями партнеров. Например, для связи N—Н интеграл перекрывания ls-орбитали Н с 25-орбиталью N равен 0,54, с 2/7-орбиталью — [c.14]

Общим для гомолитических и гетеролитических реакций является взаимопревращение атомных и молекулярных орбиталей. В реакции (П1.82) молекулярная а-орбиталь, образованная Зр-орбиталямн атомов С1, и атомная 1 s-орбиталь атома Н превращаются в молекулярную а-орбиталь молекулы НС1 и атомную Зр-орбиталь атома С1. В реакции (И1.83) атомная орбиталь, на которой находится неподеленная пара электронов в ионе ОН и молекулярная а-орбиталь, образованная из р-орбитали атома I и одной из sp -гибридных орбиталей атома С, превращаются в атомную орбиталь иона Г с неподеленной парой электронов и новую а-орбиталь, образующую связь С—О. Фактически эти реакции классифицированы соответственно как гомолитическая и гетеролитическая потому, что в первом случае на атомной орбитали, участвующей во взаимопревращениях орбиталей, находился неспаренный электрон, а во втором — неподеленная пара электронов. [c.135]

Если перекрывание двух атомных орбиталей происходит вдоль их главных осей, то возникающую при этом связываю-ш,ую молекулярную орбиталь называют а-орбиталью, а обра зующуюся связь — соответственно о-связью а-Молекуля,риая орбиталь и находящиеся на ней электроны локализованы симметрично относительно линии, соединяющей ядра атомов, участвующих в образовании связи. Так, например, при образовании связей с атомами водорода в метане четыре гибридных 5р -атомных орбиталей атома углерода перекрываются с 15-атомными орбиталями четырех атомов водорода, образуя четыре идентичных прочных а-связи под углами 109°28 (тетраэдрический угол). Сходная, строго симметричная тетраэдрическая структура возникает также при образовании ССЦ. В случае же СН2С12 структура будет уже несколько отличаться от полностью симметричной, хотя в целом она останется тетраэдрической два объемистых атома хлора будут занимать несколько большую часть пространства, чем атомы водорода, и углы между связями Н—С—Н и С1—С—С будут несколько отличаться от величины 109" 28 и один от другого. . [c.22]

В гл. 2 уже говорилось о том, что метан содержит два типа связывающих молекулярных орбиталей тотально симметричную 1/1 и три вырожденные орбитали 1/2, и /4, каждая из которых имеет узловую плоскость. Это не означает, что существует какое-то различие в связывании четырех атомов водорода. Водородные атомы размещены те-траэдрически вокруг центрального атома углерода, и связи имеют равную энергию. Чтобы рассчитать энергию диссоциации связи и другие физические характеристики связей углерод - водород, удобно скомбинировать 2в- и три 2р-орбитали атома углерода, и тогда получатся гибридные орбитали 8р (символ 8р указывает, что гибрид получен из одной 28- и трех 2р-орбиталей). Эти гибридные орбитали углерода перекрываются с Ь-орбиталями четырех атомов водорода, образуя четыре тетраэдрические связи. Гибридизация-это математический прием, позволяющий рассчитать энергию и пространственную ориентацию атомов в молекуле. Если исследовать энергетические уровни в метане, например, методом фотоэлектронной спектроскопии, то в действительности мы обнаружим два энергетических уровня, о чем говорилось в гл. 2. Кроме того, величину константы спин-спинового взаимодействия Н—в спектре ЯМР можно интерпретировать через 5-характер центрального атома углерода. [c.35]

СН4 необходимо при построении молекулярных орбиталей использовать наряду с 25-орбиталью все три 2р-орбитали на равных основаниях, т.е. исходить из конфигурации (не выписывая остов 15 и опуская обозначение главного квантового числа) 5р рур = зр . Очевидно, что энергия состояний, отвечающих этой конфигурации, выше, чем энергия основного состояния, т.е. для перехода в любое из них требуется затрата энергии. Образующиеся в СНд химические связи эквивалентны, что позволяет использовать вместо 5- и р-орбиталей 4 эквивалентные гибридные орбитали А , А2, А3 и А4. Вычисленные для электронной конфигурации А Й2ЛзЛ4 энергии отдельных состояний атома углерода будут такими же, что и для конфигурации Низшее по энергии состояние атома углерода для таких электронных конфигураций и было названо валентным. [c.338]

Возможно, в этом месте стоит напомнить читателю, что гибридизация не имеет большого значения в методе молекулярных орбиталей. Как было показано в разд. 8.3, схему гибридизации можно получить из анализа волновых функций молекулярных орбиталей, однако использование гибридных орбиталей в качестве базиса ЛКАО для молекулярных орбиталей дает мало выигрыша по сравнению с самими атомными орбиталями, если только не имеется в виду провести грубые приближения в секу-лярном уравнении путем пренебрежения многими недиагональными гамильтониановскими интегралами. [c.301]

Теория донорно-акцепторных комплексов Малликена, учитывающая резонанс двух состояний, следует подходу, оилСс иному выше для BHa-NHs, с тем исключением, что орб[1талЕ[ донора и акцептора не связаны с конкретными атомными или гибридными орбиталями какого-л[1бо одного атома, а могут быть молекулярными орбиталями двух компонент. Например, как наивысшая заполненная молекулярная орбиталь ГМБ, так и наинизшая незаполненная молекулярная орбиталь ТХХ представляют собой молекулярные я-орбитали, узловые свойства которых отражены на рис. 15.7. Эти две орбитали играют роль донорной и акцепторной орбиталей комплекса, причем ясно, что интеграл перекрывания оптимален для сандвичевой структуры комплекса. [c.365]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология