Возбуждение атомов и гибридизация атомных орбиталей

Если при образовании химйческих связей возникают две sp-гибридные орбитали, расположенные друг к другу под углом 180° (см. рис. 11,9), то молекула будет иметь линейную форму. Примерами таких молекул являются молекулы галидов бериллия. Возбужденный атом бериллия имеет два неспаренных электрона (2s и 2р ), при гибридизации атомных орбиталей образуются две sp-орбитали. При взаимодействии бериллия с галогенами происходит перекрывание sp-орбиталей бериллия с р-орбиталями галогенов, в результате чего образуются молекулы линейной формы, например Вг—Ве—Вг. [c.44]

Решение. Запишем электронную формулу В ls 2s 2p. Как видно, в нормальном состоянии атом бора содержит один неспаренный электрон. В то же время бор находится в третьей группе периодической системы элементов и способен проявлять в соединениях валентность, равную трем, т. е. может образовать три химические связи. Это становится возможным при энергетическом возбуждении атома В, которое происходит при взаимодействии с атомами Р, когда один 5-электрон переходит на свободный /3-подуровень. Так как все три связи в ВРз равноценны, происходит смешивание, гибридизация атомных орбиталей с образованием трех энергетически равноценных хр -орбиталей, которые взаимодействуют с р-орбиталями атомов фтора [c.30]

Гибридизация атомных орбиталей. Возбужденный атом бериллия имеет конфигурацию 2з 2р , возбужденный атом бора — 2з 2р и возбужденный атом углерода — 2з 2р . Поэтому можно считать, что в образовании химических связей могут участвовать не одинаковые, а различные атомные орбитали. Например, в таких соединениях как ВеСЬ, ВСЬ, ССЦ должны быть неравноценные по прочности и направлению связи, причем 0-связи из р-орбиталей должны быть более прочными, чем связи из -орбиталей, так как для р-орбиталей имеются более благоприятные условия для перекрывания. Однако опыт показывает, что в молекулах, содержащих центральные атомы с различными валентными орбиталями (5, р, й), все связи равноценны. Объяснение этому [c.99]

В отличие от своих электронных аналогов (81 Ое 8п, РЬ), свойства которых были рассмотрены в предыдущей главе, атом углерода имеет три устойчивые формы гибридизации своих возбужденных атомных орбиталей. [c.439]

Гибридизация атомных орбиталей. Возбужденный атом бериллия имеет конфигурацию 2х 2р , возбужденный атом бора — 2х 2р и возбужденный атом углерода —,2з 2р . Поэтому можно считать, что в образовании химических связей могут участвовать не одинаковые, а различные атомные орбитали. Например, в таких соединениях, как ВеСЬ, ВС1з, ССЬ, должны быть неравноценные по прочности и направлению связи, причем (Т-связи из р-орбиталей должны быть более прочными, чем а-связи из -орбиталей, так как для р-орби- [c.106]

Гибридизация атомных орбиталей. Возбужденный атом бериллия имеет конфигурацию 2з 2р возбужденный атом бора — 25 2/ и возбужденный атом Зтлерода — 25 2/з . Поэтому можно считать, что в образовании химических связей могут участвовать не одинаковые, а различные атомные орбитали. Наиример, в таких соединенпях как ВеСЬ, ВС1з, ССи должны быть неравноценные по прочности и направлению связи, причем [c.80]

Гибридизация атомных орбиталей. Некоторые элементы, такие как Ве, В, С, Mg, Al, Si в возбужденных состояниях содержат неспаренные электроны как на s-, так п на р-орбиталях (рис. 23). Возбужденный атом бериллия Ве, например, имеет электронную структуру 2s 2p , возбужденный атом бора В — 2s 2p , возбужденный атом углерода С — 2s 2p . Поэтому можно было бы предположить, что в молекулах ВеС1г, B I3, I4 имеются неравноценные связи. Связи р-орбиталей центрального атома должны быть более прочными, чем связи s-орбиталей, так [c.52]

Теперь изобразим более правильную схему для СО с конкретным указанием того, что на самом деле происходит с атомными электронами при образовании молекулы, причем будем учитывать не только распределение отдельного электрона по нескольким молекулярным орбиталам, но и одновременно происходящие возбуждения и гибридизацию электронов, а также переходы их от атома С к атому О, обладающему большей электроотрицательностью, а также возможные обратные переходы (рис. 188). Эта, более близкая к реальности картина сложна, но в то же время о многом говорит и, в частности, конкретизирует такую важную деталь в характеристике молекулы СО, как малый ее дипольный момент. [c.394]

Теперь проанализируем некоторые схемы гибридизации с точки зрения типов атомных орбиталей, необходимых для построения гибридов. Поскольку необходимые орбитали свободны, то возможно существование определенного набора гибридов. Однако существуют некоторые энергетические требования, которые также важны. Еслн одной или большему числу орбиталей, требующихся для гибридизации, соответствует значительно большая энергия, чем у других, то энергетически невозможно, чтобы для атома в действительности была достигнута полная гибридизация. Так, если обратиться к метану (рис. 3.2) и предположить, что энергия возбуждения намного выше, скажем >П5 ккал/г-атом (а не 96 ккал/г-атом), то конфигурация СНг должна быть более устойчива, чем СН4. Другой пример сера, хотя и имеет б электронов во внешнем слое, образует небольшое число соединений, в которых используются шесть гибридных <1 8р -орбиталей, так как энергия, необходимая для возбуждения атома серы из [Ме]35 3р -основного состояния в [Ме]353р 3 -состояние, столь велика, что не компенсируется (за редким исключением) энергией образования шести связей. По энергетическим соображениям возможна также и смесь гибридных состояний. Две схемы гибридизации, дающие набор тетраэдрически направленных орбиталей, а именно хр и 5 , являются только крайними случаями, и возможно, что набор тетраэдрических гибридов образуется с использованием 5-орбитали и части каждого из двух наборов й у, И рх, Ру, рх- Для углеродз величина -характера, несомненно, неизмеримо мала, так как низшая свободная -орбиталь, а именно Ы, настолько выше 2р-орбитали, что ее использование возможно только с крайним энергетическим дефицитом. В тетраэдрических ионах МпО ", СгО и т. д. Зй-орбитали имеют примерно ту же энергию, что и 4 х-орбиталь, а 4р-орбитали несколько большую. Гибридизация орбиталей атомов Мп и Сг в этих случаях, вероятно, представляет смесь и 5р -гибридов с -характером, большим, чем р-характер. [c.100]

В атоме азота в невозбужденном состоянии каждая из трех р-орбиталей занята одним электроном (табл. 2), и, следовательно, атом азота, как и другие атомы с подобной электронной конфигурацией, может образовать три ковалентные связи с одновалентными атомами. Известно, что молекулы, образованные таким образом, всегда имеют пирамидальную структуру в этом случае углы между связями также больше прямых например, в аммиаке 106,8° (1,864 рад), в трехфтористом азоте 102,5° (1,789 рад) и в тригало-генидах фосфора, мышьяка и сурьмы 96. . . 104° (1,675. . . 1,815 рад). Атомы бериллия, бора и углерода с одновалентными атомами типа водорода или фтора могут образовывать больше связей, чем это можно предположить, исходя из их обычной электронной конфигурации (табл. 2). Причиной этого является наличие у этих атомов в -оболочке как незанятых орбиталей, так и орбиталей, занятых двумя электронами. Последнее обстоятельство определяет возможность перераспределения -электронов, что приводит к возбужденным атомным состояниям с электронной конфигурацией, показанной в табл. 3. Можно считать, что такое возбуждение возникает при образовании связей в тех случаях, когда энергия возбуждения меньше дополнительной энергии, выделяюш,ейся за счет возникновения большего числа связей. В этих примерах энергия, освобождаюш,аяся при связывании, дополнительно увеличивается за счет процесса гибридизации, который и следует рассмотреть. [c.30]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология