гибридизация квантовые числа

Роль гибридизации уменьшается с ростом главного квантового числа внешней оболочки атома. Этим объясняют последовательность углов между связями в молекулах Н2О—104°31, НгЗ —92°13, НгЗе —90°55 и НгТе —90°15. [c.118]

МЕТАН (СН4), гибридизация и теория отталкивания электронных пар валентно оболочки. Для того чтобы воссоздать картину атома углерода, удерживающего при себе четыре группы, необходимо обратиться к его возбужденному электронному состоянию. Возбужденное состояние атома включает.образование четырех новых внешних орбиталей путем гибридизации 25-орбитали и всех трех 2р-орбиталей. (Квантовая механика постулирует, что мы должны создавать столько же новых орбиталей, сколько вступает в гибридизацию.) Четыре гибридные орбитали обладают одинаковой энергией, и каждая из них обозначается 2 вр (2 означает главное квантовое число, а зр указывает на то, что орбиталь является гибридной и состоит на одну четверть из -орбитали, а па три четверти из р-орбиталей). [c.49]

Одной чертой подчеркнуты наиболее распространенные типы гибридизаций, а двойной — типы гибридизации, при которых важно учитывать использование для связи высшей или низшей й-орбиты (п-главное квантовое число электронов). [c.250]

Первая показывает контур функции Ч , . (синглетное состояние) с электронами (1) и (2), локализованными на фиксированной оси 2 вторая показывает контур функции (триплетное состояние) на этой оси. Можно видеть, что в обоих случаях есть максимумы для конфигураций, в которых первый электрон находится у ядра, где сама 1 -орбиталь имеет максимум, и второй удален на расстояние, где сама 2р-орбиталь имеет максимум. Из контурной диаграммы для синглетного состояния видно, что те конфигурации, в которых оба электрона находятся по одну сторону от ядра, преобладают, тогда как по контурной диаграмме для триплетного состояния видно, что преобладают конфигурации, имеющие электроны по разные стороны от ядра. В действительности, электроны с одинаковым спином будут иметь максимум вероятности нахождения по разные стороны от ядра на прямой линии, проходящей через ядро, т. е. под углом в 180° по отношению друг к другу. Как нетрудно заметить, тот же самый результат был получен ранее при гибридизации атомных з- и р-орбиталей с образованием двух эквивалентных гибридных хр-орбиталей. Единственное отличие здесь в том, что в данном случае рассматривались атомные конфигурации 1з 2р , а не /гs /гp , которые необходимы для образования эквивалентных гибридных орбиталей. Однако это было сделано только для простоты изложения. Угловая корреляция, которая будет рассмотрена далее, не зависит от того, имеют или не имеют и р-орбитали одно и то же главное квантовое число. [c.204]

При удалении атомных орбиталей от ядра с ростом главного квантового числа п они становятся более диффузными (расплывчатыми). Поэтому более устойчивая гибридизация осуществляется в атомах элементов, расположенных в начальных периодах. [c.56]

При движении по группе сверху вниз, по мере увеличения главного квантового числа валентных электронов, растут размеры валентных АО, что приводит к ухудшению условий для их гибридизации, уменьшению электронной плотности в области перекрывания АО при образовании ковалентных связей, к увеличению их длины, а значит, и к уменьшению прочности. Эта тенденция хорошо видна на примере соединений элементов с водородом [c.285]

Рассмотрение более сложных форм гибридизации в данном курсе вряд ли целесообразно. Вообще явление гибридизации резко выражено лишь для элементов с малыми значениями квантовых чисел (п=2, 3, 4), так как при возрастании главного квантового числа энергия связи электрона с ядром на уровне уменьшается и тем более уменьшается различие между энергиями подуровней (орбиталей). [c.56]

Общая электронная формула этих элементов они вступают в химические реакции после возбуждения атома (s p ) и гибридизации орбиталей ( 7 ). Атом углерода, обладая значительной энергией электронов на внешнем, валентном, уровне, кроме полной гибридизации дает и ее промежуточные формы, что нехарактерно для других элементов IVA-группы. Элементы с большим значением главного квантового числа п = 5 или 6 (Sn, Pb) дают соединения, отвечающие высшей степени окисления, менее устойчивые и обладающие окислительными свойствами. [c.411]

Изложенная классическая теория достаточна для оценки соответствующих энергий. Строгая квантовомеханическая теория требует применения теории возмущений в первом и во втором приближениях. Ориентации, а также электронное и ядерное движения характеризуются квантовыми числами. Так, усреднение по всем ориентациям диполей в квантовой механике выражается усреднением по магнитным квантовым состояниям. Общий характер зависимости от г vi р сохраняется, совпадает и порядок величины эффекта, но полной аналогии между классической и квантовой теорией нет. В квантовой механике появляются специфические резонансные силы, определяемые снятием вырождения волновых функций, т. е. гибридизацией. [c.192]

Первичную сольватацию ионов следует рассматривать как процесс комплексообразования. Взаимодействие ионов с молекулами происходит за счет образования молекулярных орбит. В гидратах донорами электронов являются атомы кислорода молекул воды, имеющие свободные непо-деленные пары электронов в состоянии п — 2 п—главное квантовое число). Акцепторами элекгронов являются элементарные ионы, представляющие-вакантные орбиты. За вакантные орбиты нужно принять свободные орбиты ионов, ближайшие по энергии к заполненным. Исходя из энергетической равноценности связей в сольватах, следует допустить гибридизацию вакантных орбит. Число вакантных орбит указывает на число сольватации. [c.207]

Для S- и р-орбиталей с одинаковыми главными квантовыми числами орбитальные экспоненты сравнимы по величине [4], и, следовательно, создаются благоприятные условия для гибридизации (при условии, что энергия sр-возбуждения остается в допустимых пределах). Возможность участия З -орбиталей в связях, образуемых элементами третьего периода, связана с рядом вопросов симметрии, гибридизации и промотирования электронов с низших уровней, и влияние этих орбиталей на природу связи остается пока неясным. [c.64]

По этой причине квантовое число полного момента количества движения в атоме перестает быть хорошим и деление атомных состояний на з, р, й п т.д. становится необоснованным, поскольку эти состояния смешиваются. В стремлении к минимуму полной энергии эти смешивания происходят так, чтобы результирующие гибридные орбитали были направлены в сторону образующейся связи, поскольку при этом достигается наилучшее перекрывание и более прочная связь. Из этого рассуждения видно, что образование гибридных орбиталей (гибридизация) основано на предпо- ложении о направленных связях последнее существенно, прежде всего, в случае валентных связей, а не делокализованных координационных. Но, как уже. отмечалось (стр. 14), делокализованный характер облака связи на ц. а. не исключает его направленного локализованного характера на лигандах, которыми могут оказаться легкие атомы. Поэтому гибридизация существенна и при исследовании электронного строения координационных соединений. [c.31]

Молекула ацетилена линейна в основном состоянии. Для линейной молекулы состояния характеризуются проекцией полного орбитального момента на ось молекулы и обозначаются в соответствии с квантовым числом, определяющим величину этой проекции. Молекулярные орбитали в линейных молекулах также обозначаются в соответствии с квантовым числом Л, характеризующим величину орбитального момента электрона. Электронная оболочка молекулы ацетилена состоит из 15-электронов атомов водорода и 2х- и 2р-электронов атомов углерода, которые имеют р-гибридизацию рг-электроны образуют о-связи СН и СС, а 2рх- и 2р -электроны атомов углерода образуют я-связи в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Связывающие молекулярные орбитали, соответствующие этим электронам, обозначаются я х, иу (орбитали не- [c.56]

Альтернативным объяснением отклонения от линейности молекул МХ2 является допущение гибридизации типа у атомов М, которая требует все меньшей энергии промотирования по мере роста главного квантового числа двухвалентного металла [79]. [c.64]

Энергия перехода р й. Энергия, требуемая для перехода электрона с р-орбиты на -орбиту с тем же главным квантовым числом, может быть непосредственно найдена по таблицам для энергетических уровней атомов [7]. Для неона, аргона, криптона и ксенона получаются соответственно следующие значения 20,0 13,8 12,0 и 9,9 эв. Если эти значения сравнить с энергией 6,5 эв, требуемой для перехода атома углерода в состояние с зр -гибридизацией [8], то станет ясным, особенно в случае ксенона, что энергия перехода не слишком велика, чтобы не имела место значительная -гибридизация. [c.445]

Более общим, чем преобразование комплексных АО в вещественные является преобразование гибридизации. Под гибридизацией АО понимается их преобразование А, смешивающее АО не только с одинаковыми, но и с различными квантовыми числами / момента импульса [c.88]

Один из первых значительных успехов в объяснении существования октаэдрических комплексов был достигнут, когда Полинг в 1931 г. показал, что набор из шести 5-, р- и -орбиталей может быть гибридизован аналогично тому, как осуществляется зр - или 5р"-гибридизация при этом образуются шесть эквивалентных орбиталей, направленных к вершинам октаэдра. Для такой гибридизации могут использоваться валентные 5-орбиталь и три р-орбитали, а также 2 2- и ,2-орбитали, расположенные (по энергии) непосредственно под или над валентными 5- и р-орбиталями центрального атома. Указанные -орбитали выбраны потому, что их области максимальной плотности ориентированы вдоль шести осевых направлений октаэдра, подобно трем р-орбиталям. Возникающие в результате шесть октаэдрически ориентированных орбиталей называются "хр - или sp" "-гибридными орбиталями в зависимости от того, меньше на единицу главное квантовое число -орбиталей, чем у и р-орбиталей, или же совпадает с их главным квантовым числом. [c.225]

Электронные слои 51 Электронные состояния 47 и сл. вырождение 50 sp-гибридизация ПЗ 5р -гибридпзация 52, 53. 58 sp -гибрндизацня 50, 53, 58 квантовые числа 47, 48 суперпозиция 50 энергия 49 Электроны [c.1214]

Если используемые для связей 5-, р-, -орбиты обладают одинаковыми квантовыми числами, то такие комплексы лабильны. Если главное квантовое число -орбиты на единицу меньше, чем 5- и р-уровней, то соответствующие комплексы могут быть или инертными или лабильными. Последнее зависит от того, все ли несвязевые орбиты заполнены электронами. Например, комплексы лабильны даже, если в них осуществляется с1 зр гибридизация, так как на -уровне в ионе находится только два электрона и одна -ячейка остается незаполненной (электроны связп находятся на гибридных зр -орбитах) [c.252]

Таким образом, число гибридных орбиталей всегда равно суммарному числу исходных орбиталей. Кроме того, при возникновении гибридных орбиталей необходимо соблюдение следующих условий 1) хорошее перекрывание гибридизируемых электронных облаков, достигаемое лишь при близких угловых направлениях этих облаков в местах перекрывания 2) небольшая разница в -)нергиях атомных орбиталей, участвующих в гибридизации. Например, 15-орбитали не могут гибридизироваться с 2р-орбиталями, так как у них различные значения главного квантового числа, а потому их энергии сильно различаются. Гибридизация всегда сопровождается изменением формы электронного облака. При этом гибридное электронное облако асимметрично имеет большую вы-тянутость по одну сторону от ядра, чем по другую. Поэтому хими- [c.105]

Таким образом, число гибридных орбиталей всегда равно суммарному числу исходных орбиталей. Кроме того, при возникновении гибридных орбиталей необходимо соблюдение следующих условий Г) хорошее перекрывание гибридизу-емых электронных орбиталей 2) небольшая разница в энергиях атомных орбита-лей, участвующих в гибридизации. Например, Х -орбитали не могут гибридизо-ваться с 2 норбиталями, так как у них различные значения главного квантового числа, а потому их энергии сильно различаются. Гибридизация всегда сопровождается изменением формы электронного облака. При этом гибридное электронное облако асимметрично имеет большую вытянутость по одну сторону от ядра, чем по другую. Поэтому химические связи, образованные с участием гибридных орбиталей, обладают большей прочностью, чем связи за счет чистых негибридных электронных облаков. Гибридизация одной 5-орбита,ди и одной р-орбитали приводит к возникновению двух гибридных облаков, расположенных под углом 180° (рис. 36). Это так называемая р-гибридизация, в результате которой гибридные облака располагаются по прямой. Отсюда легко объяснить прямолинейность молекулы ВеС12 в- и р-орбитали атома бериллия подвергаются в -гибриди-зации и образуют две гибридные связи с двумя атомами хлора (рис. 37). У каждого атома хлора имеется по одному неспаренному р-электрону, которые и являются валентными. [c.80]

Изменение формы орбиталей схематически показано на рис. 234. Идея гибридизации нашла подтверждение в некоторых приближенных методах решения уравнения Шредингера. Как правило, гпбридизация захватывает только электронные состояния с одним значением квантового числа I или двух соседних значений. В работе Кимбола были определены пространственные ориентации валентностей для различных случаев гибридизации эти результаты приведены в табл. 25. [c.197]

Например, в октаэдрическом комплексе ионов металлов, имеющем конфигурацию п электронов могут находиться на нескольких различных орбиталях. При этом считают, что связь в комплексе осуществляется за счет гибридных орбиталей а несвязанные -электроны располагаются на остальных -орбиталях ( хг, dxz и уг). Поскольку каждый уровень может принять лишь один электрон, то вначале заполняется уровень d . Оставшиеся электроны должны образовать пары, и число неспаренных электронов уменьшится (м = 2), если только для связи не будут использованы -орбитали следующего уровня, соответствующего увеличению основного квантового числа на единицу и имеющего большую энергию. Итак, для элементов первой переходной серии можно предложить две схемы гибридизации 3 454 или 4з4р Ы комплексы построенные по этим схемам, относятся соответственно к внутренним и внешним комплексам. Связи, основанные на внешних орбиталях, слабее и более полярны, чем связи, образованные внутренними орбиталями. [c.178]

Пытаясь выявить корреляцию между электронной структурой комплексов и механизмом электр о осаждения металлов, Перри и Лайонс [5 ] приходят к выводу, что выделение металлов происходит в основном только из внешнеорбитальных комплексов. Между тем, в случае внутриорбитальных соединений, которые возникают вследствие гибридизации относительно стабильных с/-орбит более низкого главного квантового числа с 5/ -орбитами более высокого квантового числа, электроосаждение металлов обычно не нроисхо- [c.24]

Химические свойства р-металлов /// группы. Алюминий и его электронные аналоги Са, 1п и Т1 являются металлами. По мере увеличения главного квантового числа п металлические свойства увеличиваются и оксиды Т1, например, уже не обладают амфотерностью. Кроме того, по мере удаления от ядра валентного электронного уровня (увеличение п) процесс гибридизации становится менее характерным и Т1 в основном проявляет окислительное числр + 1, что соответствует связыванию его р-элёктрона. Поэтому его соединения со степенью окисления +1 обладают сходством с соединениями щелочных металлов. Наиболее типичными свойствами обладает алюминий. Некоторые физико-химические свойства атомов р-металлов III группы приведены в табл. 120. [c.408]

Эта теория, развитая Полингом [6], имела огромное значение. для качественного обсуждения широкого круга вопросов неорганической и органической химии. Ее популярность, несомненно, кроется в простоте химической картины, даваемой ею. Однако эта простота в свою очередь значительно ограничивает применение теории для количественных расчетов. Теория валентной связи различает два типа комплексов металлов, которые можно условно обозначить как ионные и ковалентные . Иногда применяют другие классификации, относящие их к внешним и внутренним или высокоспиновым и низкоспиновым комплексам (последнее различие основано на магнитных свойствах). В обоих случаях предполагается, что определенное число атомных орбиталей катиона (равное числу лигандов в комплексе) гибридизо-вано и затем использовано для образования связи. Эта трактовка соответствует известной гибридизации 25, 2рх, 2ру и 2рг-орбита-лей атома углерода с образованием четырех эквивалентных орбиталей, расположенных вокруг него тетраэдрически. Если в случае ионов переходных металлов постулировать, что в образовании связи использованы -орбитали, имеющие то же главное квантовое число, что и 5- и р-орбитали, то такой комплекс называют ковалентным . В противном случае он ионный . [c.36]

Участвующие в гибридизации орбитали должны иметь сравнимые энергии. Это требование соблюдается обычно в том случае, если главное квантовое число х- и р-ор-биталей равно главному квантовому числу -орбитали плюс 1 (например, Ъ<1, 4 . 4р). [c.37]

Условие о приблизительном равенстве энергий орбиталей, участвующих в гибридизации, удовлетворяется, если используются -орбитали с главным квантовым числом, равным или на единицу меньше главного квантового числа 5- и р-орбиталей. Так, в случае элементов первого переходного периода [например, o(NHз) +, Сг(Н20) +, Ре(СМ) и Сг(С204) ] октаэдрические орбитали образуются из М-, 45- и 4р-орбиталей. С другой стороны, у элементов правой части периодической системы, например у иода в НбЮе, октаэдрические орбитали могут возникнуть из 55-, 5р- и 5 -орбиталей, так как из-за наличия большого эффективного заряда ядра 5й(-орбитали сильно сокращаются и их энергии приближаются к энергии Ър- и бх-орбиталей. [c.47]

В гибридизации могут участвовать только те АО, энергии которых достаточно близки например, 1х-атомные орбитали не участвуют в гибридизации 2 - и 2р-атомнык орбиталей. В результате гибридизации энергии атомных орбиталей с разным значением орбитального квантового числа I выравниваются, становятся одинаковыми, что приводит к образованию равноценных О-связей. Длина и энергия всех связей в молекуле А—В становятся равными. [c.75]

Прочность связи каждой гибридизованной 5р -орбиты больше, чем таковая для р-орбиты р р 5 = 2 1,73 1. При образовании соединений направления связей совпадают с главными осями эллипсоидов 5р -орбиТ, так как только в этих направлениях (равное магнитное квантовое число т) может осуществляться максимально возможное перекрытие. Кроме того, в этих направлениях электронные орбиты партнера X в связи С—X минимально перекрываются с несвязывающими 15 -электронными орбитами атома углерода, а взаимное отталкивание атомов X также минимально. Таким образом, принцип гибридизации орбит выражает стремление к максимально полному спариванию. Это максимальное перекрывание и тем самым создание при образовании соединений системы, наиболее бедной [c.36]

В легких элементах константа квадрупольного взаимодействия обеспечивает непосредственное измерение числа несбалансированных р-электронов, что позволяет глубже проникнуть в сущность химической связи. Последнее, по-видимому, справедливо и для тяжелых элементов, хотя экспериментальные данные, полученные в настоящее время, и теоретические расчеты показывают, что наблюдаемая картина здесь значительно сложнее. Поскольку / (а не I) является хорошим квантовым числом релятивистских электронов в тяжелых атомах, то малые компоненты релятивистских волновых функций атомных орбиталей будут отличны от больших компонент. Таким образом, р1/2-электро-ны имеют 51/2-нодобные малые компоненты, в то время как малые компоненты Рз/2-волновых функций з/2-подобны (и обратно) и т. д. Гибридизация электронных волновых функций различных подоболочек (или оболочек) может усложнить анализ экспериментальных данных . Соединения Au уже внесли некоторые неожиданности и обсуждаются ниже, в разд. П1. [c.406]

Наиболее поразительны успехи орбитальной теории связи, развитой Полингом, в приложении к соединениям переходных металлов. Последние способны к образованию связей не только за счет 8- и р-орбиталей с высшими главными квантовыми числами, но также и за счет -орбиталей с мепьшими главными квантовыми числами (энергии таких 6,-, я- и р-орбиталей имеют близкие значения), которые пе заняты неподеленными электронными парами. Это значительно повышает возможности гибридизации. Полинг [13] показал, что если наряду с х- и р-орбиталями имеется -орбиталь, то в результате гибридизации могут образоваться четыре эквивалентные орбитали с угловыми величинами, равными 2,69, т. е. значительно большими, чем в случае тетраэдрических орбиталей связи, которые образуются за счет этих орбиталей, направлены к вершинам квадрата. По Полингу, в известных квадратных комплексах переходных металлов доступность орбиталей для образования связей точно совпадает с требованиями теории он предсказал палнчие квадратных конфигураций, в частности для четырехковалентных комплексов двухвалентного никеля, что в дальнейшем было подтверждено. Более того, Полинг показал, что, когда в образовании связей наряду с 8-и р-орбиталями могут иринимать участие две -орбитали, гибридизация всех шести орбиталей может привести к шести эквивалептпым орбиталям, имеющим значительную угловую величину, равную 2,92 связи, образованные за счет этих гибридных орбиталей, направлены к вершинам октаэдра. Наконец, Полинг установил, что способность орбиталей образовывать связи в известных октаэдрических комплексах переходных металлов согласуется с теорией. Если для образования связи используются четыре или пять -орбиталей, возможны и другие геометрические конфигурации связей [14]. причем некоторые из них известны [15]. [c.32]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология