Орбиталь гибридная структура

У элементов третьего и последующих периодов в образовании гибридных электронных облаков могут участвовать и -орбитали. Особенно важен случай хр -гибридизации, когда в образовании гибридных орбиталей участвуют одна 5-, три р- и две -орбитали, В этом случае образуются шесть равноценных гибридных орбиталей, вытянутых в направлениях к вершинам октаэдра. Октаэдрическая структура молекулы 5Рд, ионов [5 Рбр , [Ре(СМб)р- и ми 1Г 1Х других объясняется хр гЯ-гибридизацией атомных орбиталей центрального атома. [c.139]

Соединения водорода кислотного или потенциально кислотного характера, например вода Н2О, два атома водорода которой являются акцепторами электронов, с подходящими донорами электронов образуют водородные связи А — Н...В. Последние длиннее ковалентных, но несколько короче ван-дер-ваальсовских связей между молекулами А — Н и В. По своей природе они близки до-норно-акцепторным связям, усиленным электростатическим взаимодействием А —Н+...В , -де В может быть О, Ы, Р, а также С1, 5 и некоторые другие элементы. Очень важной особенностью водородной связи является то, что она всегда служит продолжением по прямой линии связи А — Н. Это обусловлено тем, что неподеленные электроны атома В находятся на вытянутых гибридных орбиталях зр, 5р2, зр , донорно-акцепторное взаимодействие устанавливается при условии копланарности связи А — Ни орбитальной оси неподеленных электронов В. Таким образом, водородная связь — это строго направленная связь. Энергия водородной связи невелика, обычно всего 3—7 ккал/моль. Но в твердых веществах, а также в растворах одновременно образуется множество водородных связен. Вот почему водородные связи прочно соединяют молекулы и вообще отдельные части структуры твердого вещества. Правда, даже при небольшом нагревании эти непрочные связи распадаются, что мы наблюдаем, например, при таянии льда или свертывании белка при нагревании. [c.89]

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]

Упражнение 27-10. Пиридин представляет собой слабое основание с Кди 10 . Каким образом, по вашему мнению, вклад резонансных структур 11а — Пд влияет на основные свойства пиридина Является ли существенным вклад структур, аналогичных 16 — 1д, в гибридную структуру пиридина Каким образом можно объяснить низкую основность пиридина и ацетонитрила по сравнению с алифатическими аминами на основе представления о гибридизации орбиталей (см. 1, разд. 8-6). [c.386]

Рис, 9.20. а — перекрывание гибридных орбиталей в структуре ромбоэдрического мышьяка [31а] б — значение гибридных функций вдоль линии Ав—Аз...Аз, а также значение их суммы. [c.112]

В относительно простых случаях структуру ковалентных кристаллов можно объяснить и предсказать в рамках метода валентных связей. Так, структура алмаза (рис. 62) определяется тетраэдрическим расположением связей за счет перекрывания. чр -гибридных орбиталей атомов углерода. [c.98]

Молекула ВРз имеет плоскостную структуру, три а-связи за счет перекрывания р-орбиталей атомов Р и гибридных 5р -орбиталей атома бора. Угол между связями 120°. [c.30]

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]

Аналогично вюртциту построены кристаллы льда. Если заменить атомы цинка и серы в вюртците молекулами воды, то получим структуру льда. Фрагмент этой структуры показан на рис. 1.80. Каждая молекула НаО в кристалле льда соединена водородными связями с четырьмя другими молекулами. Водородные связи молекул имеют тетраэдрическую направленность, обусловленную тетраэдрическим расположением 5р -гибридных орбиталей [c.160]

Аналогично вюртциту построен лед. Если мы заменим атомы цинка и серы в вюртците молекулами воды, то получим их расположение в структуре льда. Фрагмент этой структуры показан на рис. 141. Каждая молекула в структуре льда соединена водородными связями с четырьмя другими водородные связи молекул имеют тетраэдрическую направленность, обусловленную тетраэдрическим расположением sp -гибридных орбиталей атома кислорода, две из которых дают ковалентную связь с атомами водорода, а две другие заняты неподеленными электронными парами, которые притягиваются ионами водорода соседних молекул НгО. На рис. 141 черные кружки показывают положение водорода, а штриховка — область, где сосредоточен отрицательный заряд. [c.260]

Рис. 5-13. Образование и структура sp-гибридных орбиталей.

Эта структура требует для образования гибридной связи только 25- и одну из 2р-орбиталей. В этом случае по два р-электрона у каждого атома углерода не участвуют в образовании о-связей. Расчет пространственного расположения и относительной прочности двух равноценных 5р-гибридных связей согласуется с определенной на опыте структурой молекулы. Обе связи одинаковой прочности и расположены линейно. Характер тройной ацетиленовой связи обусловлен перекрыванием двух р-орбиталей, оставшихся у каждого атома углерода (рис. 5-15). [c.174]

Одним из главных достоинств метода валентных связей является возможность предсказания с его помощью структуры многих комплексных ионов. Если можно определить каким-либо способом, например измерением магнитной восприимчивости, набор гибридных орбиталей, то обычно можно затем установить и стереохимию комплекса. Правда, с помощью этого метода не всегда можно предсказывать пространственную конфигурацию. Действительно, в предыдущем разделе было уже отмечено, что иногда он может ввести в заблуждение относительно стереохимической структуры комплекса. Кроме того, метод валентных связей не объясняет, почему некоторые структуры более выгодны, чем другие. Теория [c.281]

Линейная структура комплексов с участием 5р-гибридных орбиталей характерна для однозарядных ионов элементов побочной подгруппы первой группы (Си , А , Аи ). Например, Ag имеет электронную конфигурацию [Кг]Ы ° и вакантные 5я- и 5р-орбитали. Аналогичной электронной конфигурацией обладают двухзарядные ионы элементов побочной подгруппы второй группы Hg , но [c.78]

Следует иметь в виду, что приведенные на рис. 16 варианты взаимной ориентации химических связей выполняются строго, лишь когда в их образовании участвует система полностью эквивалентных гибридных орбиталей. Эта эквивалентность наглядно видна из приведенной в том же параграфе структуры гибридных зр- и зр -орбиталей составляющие их волновые функции 5- и р-орбиталей входят в гибридные волновые функции с одинаковыми по модулю коэффициентами . Именно такая система полностью эквивалентных гибридных орбиталей более предпочтительна для образования атомом химических связей, если речь идет о связях с одинаковыми атомами. Поэтому структура СИ4 и ССЦ действительно представляет собой правильный тетраэдр с четырьмя атомами Н или С1 в вершинах и атомом С в центре. В случае взаимной ориентации связей с разными атомами или нескольких связей и электронных облаков неподеленных пар электронов возможны различные промежуточные случаи гибридизации. [c.77]

Если электронное облако (орбиталь) 5-электрона представляет собой шар, а р-электрона — гантель (рис. VI- ), то орбиталь -электрона имеет форму плоской четырехлепестковой розетки. По отношению к координатным осям х, у, г такая розетка может располагаться двумя различными способами — между ними или вдоль них, причем возможны три расположения первого типа (обозначаемые dxy, dyг, dxг) и три второго (обозначаемые dyг d 2 г). Но для индивидуальной характеристики пяти ячеек -слоя требуется не 6, а только 5 различных расположений. Поэтому розетки й 22-л >заменяютобразован-ной из них гибридной структурой, обозначаемой d ,. Общий вид всех пяти -орбиталей показан на рис. Х1У-13. Из них располагающиеся между координатными [c.463]

Атомы группы II в основном состоянии имеют конфигурацию ( s)2, поэтому они в соответствии с табл. 5 (стр. 4) должны быть химически инертны. Например, можно было бы ожидать, что основным состоянием молекулы Вег будет 25 r)2(2sa ) . Как следует из рассуждении в разделе 6.1, это состояние нестабильно. Однако путем возбуждения типа sp атомы становятся двухвалентными. Именно такую конфигурацию о п , очевидно, имеет молекула ВеО, где есть двойная связь, во всем аналогичная связи в этилене, за исключением полярности, возникающей вследствие различия электроотрица-тельностей атомов. В большинстве случаев атомы второй группы образуют трехатомные молекулы, причем в соответствии со сказанным в разделе 8.13 конфигурация sp заменяется двумя имеющими диагональную гибридизацию орбиталями вида s p (см. раздел 8.2), Это обусловливает линейность молекулы. Примерами служат дихлориды и дибромиды Hg, Zn и d, которые можно представить и в чисто ионной форме, как, например, СЬ Hg2+ С1 . Без сомнения, такие структуры вносят СБОЙ вклад, но, вероятно, энергетически менее выгодны, чем гибридные структуры. Более того, поскольку центр гибридного зарядового облака находится на некотором удалении от центрального ядра (см. рис. 8.2), то введением гибридной орбитали учитывается полярность, отображаемая ионной формулой. [c.390]

В которых имеются отрицательные ионы, образующие две ковалентные связи с помощью гибридных р-орбиталей. Эти структуры вносят заметный вклад, только если существуют пригодные для гибридизации незанятые орбитали с подходящей энергией. Если эти орбитали существуют, возникает большое число таких структур, и связи становятся соответственно прочнее. Например, в натрии энергия обычно не занятых в изолированных атомах Зр-орбиталей незначительно превышает энергию 3 -орбитали, на которой находится валентный электрон. Когда атомы сближаются на такое же расстояние, как в металле, могут образоваться гибридные орбитали. В то же время С не является металлом, так как в структуре алмаза 4 тетраэдрически расположенные р -орбитали двукратно заняты, а энергии 3 - и Зр-орбиталей слишком велики, что,-бы они годились для образования новых гибридных орбиталей. [c.137]

Эти локализованные молекулярные орбитали показаны на рис. 13-2. На них располагаются четыре валентных электрона, образующих две локализованные связывающие электронные пары, в согласии с льюисовой структурой связи для ВеН2. Каждая из линейных хр-гибридных орбиталей имеет наполовину р-характер и наполовину 5-характер, а две хр-орбитали позволяют центральному атому Ве в ВеНз присоединять к себе два атома водорода. [c.552]

Атом бора имеет три валентных электрона и четыре валентные орбитали. Обычно он использует три орбитали, образуя 5р -гибриды в таких соединениях, как ВРз- Углерод имеет четыре валентных электрона и четыре орбитали. За исключением тех случаев, когда он образует кратные связи, эти орбитали используются для 5р -гибридизации. Атом азота имеет пять валентных электронов и четыре орбитали. Как правило, он образует три связи с другими атомами в структурах с тетраэдрической конфигурацией, а четвертая гибридная 5р -орбиталь у него занята неподеленной электронной парой (разд. 13-3). Углерод и азот способны образовывать двойные и тройные связи в результате я-перекры-вания, обсуждавшегося в разд. 13-4. По сравнению с длиной простой связи длина двойных связей, образуемых этими элементами, сокращается на 13%, а длина тройных связей-на 22%. Прочность кратной связи повыщается благодаря наличию электронов на связывающей молекулярной п-орбитали, возникающей в результате перекрывания атомных я-ор-биталей. Но перекрывание я-типа между орбиталями становится достаточно больщим для возникновения связи только при близком расположении атомов. По этой причине 81 и другие элементы третьего и следующих периодов неспособны образовывать кратные связи. Кремний имеет 10 внутренних электронов по сравнению с 2 в атомах С и N. Отталкивание этих внутренних электронов не позволяет двум атомам 81 сблизиться настолько, насколько это необходимо для достаточного я-перекрывания р-орбиталей и возникновения двойных связей. Несмотря на все попытки химиков синтезировать соединения со связями 81=81 и 81=С, ни одна из них до сих пор не увенчалась успехом. За небольшими исключениями, образование двойных и тройных связей ограничено элементами второго периода, в атомах которых число внутренних электронов не превышает 2. Исключения, к числу которых относятся 8=0, Р=0 и 81=0, объясняются перекрыванием между р- и -орбиталями, этот вопрос будет рассмотрен в разделе, посвященном кремнию. [c.271]

Рис. 21-6. Структура (а) и связывающие орбитали (б) пентаборана-11, Каждый из атомов бора использует для образования связей вр -гнбридные орбитали, кроме центрального атома, имеющего одну негибри-днзованную р-орбиталь и три гибридные зр -орбитали. Закрытая трехцентровая связь возникает в результате перекрывания двух 5р -орбиталей

Для расчета электронной структуры и электронной плотности на атомах серы и кислорода был использован полуэмпирический вариант метода ССП МО ЛКАО в приближении полного пренебрежения дифференциальным перекрыванием (ППДП) без учета вклада 3(1-А0 серы. Геометрия основного состояния диметилсуль-фоксида известна достаточно хорошо, имеет точечную группу симметрии Сз. В качестве базисных функций были взяты Зз- и Зр-орбитали серы и 2з-н 2р-орбитали кислорода, с целью сокращения базисного набора одна зр —гибридная орбиталь углерода от каждой группы СН3. Атомные параметры взяты т литературных данных. При расчете циклических сульфоксидов изменяли угол связи между углеродными атомами от 96,4 до 120°. [c.42]

В соответствии с гибридным состоянием валентных орбиталей углерода молекулы его галидов СНаЦ имеют тетраэдрическую, молекулы оксида СОа и сульфида Sj — линейную, а оксо- и сульфидо-галидов СОНаЦ и SHal а — треугольную структуру [c.453]

Одна молекула воды может образовать четыре связи с другими молекулами за счет двух атомов водорода и двух гибридных несвязывающих орбиталей атомов кислорода, имеющих по паре электронов. При этом возникают пространственные полимеры (Н20) . С энергетической точки зрения образование их даже более предпочтительно, чем димеров или линейных и плоскостных структур. Лед представляет собой кристалл, в котором каждый атом кислорода связан с двумя атомами водорода своей молекулы воды, которые связаны с двумя другими молекулами воды и с двумя атомами водорода еще двух других молекул. При плавлении льда эти очень упорядоченные структуры разрушаются только частично, так что вода представляет собой осколки структур льда, плавающих среди более мелких группировок молекул воды. [c.75]

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]

В качестве примера рассмотрим молекулу воды. Связь двух водородных атомов образуется орбиталями Ь. У кислородного атома электронная конфигурация ]з 2з 2р12р12р1, и так как считается, что связь образуется посредством спаривания электронов, то, по-видимому, будут спариваться р - и р -электроны. На рис. 5-12 показана уг плоскость молекулы воды, орбитали ру и р расположены в этой плоскости взаимно перпендикулярно. Для получения возможно большего перекрывания между 15-орбиталями атомов водорода и р - и р ,- орбиталями атома кислорода необходимо, чтобы атомы водорода подошли к атомам кислорода вдоль осей у и 2. Это дает показанное на рисунке перекрывание, а угол НОН должен быть равен примерно 90°. На самом деле этот угол равен 104°ЗГ такое отклонение от 90° может быть вызвано отталкиванием между двумя атомами водорода, а также некоторым участием в связи 25-электронов атома кислорода. Далее будет видно, что связь можно рассматривать как гибридную зр -связь. Такую же структуру, как у воды, можно ожидать у НгЗ, НзЗе и НаТе. Действительно, сходство между теорией и опытом для этих молекул [c.166]

Гибридизация с й-орбиталями. Кроме успешного объяснения стереохимии соединений углерода, теория валентных связей также успешно объяснила строение координационных соединений. В этом случае обычно необходимо принимать во внимание влияние -орбиталей. Наиболее часто получаются 5р -гибридные связи, обусловливающие плоскую квадратную структуру, и сРзр -гибридные связи, приводящие к октаэдру. Подробнее это рассматривается в гл. 7. Наиболее обычные связи вместе с их геометрической моделью и относительной прочностью приведены в табл. [c.174]

ПОДХОД к валентной связи, как к локализованным гибридным орбиталям с определенными направленными свойствами, соответствует стереохимическим описаниям. Так, можно предсказать структуру молекулы примерно с той же степенью достоверности, что и для гибридных орбиталей центрального многовалентного атома. Например, описание тетраэдрического расположения четырех валентностей атома углерода в метане с помощью гибридных sp -op-биталей является безусловно значительным теоретическим достижением этого метода. [c.198]

Одной из наиболее ценных идей, которая, по-видимому, должна быть введена в стереохимию вслед за первыми применениями теории валентной связи, является утверждение, что при определении структур молекул соединений непереходных элементов не-тюделенные, или свободные пары электронов так же важны, как и связывающие пары. Однако следует отметить, что при определении стереохимии соединений переходных элементов свободные пары, вероятно, не играют такой же роли, как в случае непереходных элементов. У атомов переходных элементов свободные пары и одиночные неспаренные электроны находятся в предпоследнем п — 1) -подуровне, т., е. на негибридных металлических атомных орбиталях, тогда как у непереходных элементов они расположены на внешнем квантовом уровне, т. е. на гибридных орбиталях. Действительно, октаэдрическая конфигурация комплексов переходных металлов не зависит от числа несвязывающих электронов. Так, ион Мо(СМ)б имеет додекаэдрическую форму несмотря на то, что валентная оболочка атома молибдена содержит девять электронных пар. [c.199]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология