Метан эквивалентные орбитали

В результате образуется четыре неспаренных электрона, которые необходимы для образования связей с четырьмя атомами водорода. Теперь можно ожидать, что углерод образует три связи одного типа, используя р-орбитали, и одну связь другого типа, используя 5-орбиталь. Это опять противоречит фактам известно, что четыре связи в метане эквивалентны. [c.19]

Образуются четыре эквивалентные орбитали, каждая из которых называется р -орбиталью и которые направлены к углам правильного тетраэдра (рис. 1.4). Таким образом, следует ожидать, что валентные углы в метане будут равны 109°28, т. е. углам правильного тетраэдра. [c.21]

Направленность гибридных орбиталей часто служила основанием для рассуждений о направленности химических связей, особенно при дополнительном условии, что наиболее прочные химические связи образуются по направлениям максимального перекрывания орбиталей двух соседних центров (критерий, использовавшийся при построении гибридных орбиталей Л. Полингом в начале 30-х годов). Более того, конструкции двух, трех и четырех эквивалентных орбита-лей, которые могут быть построены из одной 5 и трех р орбиталей у данного центра и которые получили название вр, зр и зр гибридных орбиталей, служили в свое время обоснованием линейного, тригональ-ного и тетраэдрического расположения соседних атомов (заместителей) у данного центра, хотя, как следует из всего вышесказанного, не гибридизация определяет расположение заместителей, а именно расположение заместителей определяет характер гибридизации орбиталей у данного центра. В частности, прямыми расчетами было показано, что если в базисе отсутствует 5-функция, то с тремя р-функциями, определяющими в конечном итоге сферическое распределение заряда у данного центра, получаются те же самые результаты для оптимального расположения четырех заместителей, например атомов водорода в метане, что и при использовании построений с гибридными орбиталями. [c.354]

Одно из определений гибридизации атомных орбиталей гласит Гибридизация - это способ, с помощью которого молекула принимает геометрию, обусловленную отталкиванием валентных электронных пар . В этом контексте 5р -гибридизация может быть определена как концепция, призванная объяснить эквивалентность С-Н-связей в метане. [c.50]

Математическое описание образования гибридных 5р -орби-талей атома С (в метане) более сложное, но принципиально не отличается от описания гибридных 5р-орбиталей. В результате 5р -гибридизации получаются четыре эквивалентные орбитали, направленные в пространстве к вершинам тетраэдра. Каждая из гибридных 5р -орбиталей имеет два лепестка больший (со знаком плюс) и меньший (со знаком минус) контурная диаграмма электронной плотности для такой орбитали показана на рис. 4.14, а. В дальнейшем будет использоваться схематичное изображение граничной поверхности гибридной орбитали (рис. 4.14,6) и ее условное изображение в виде только связывающего лепестка (рис. 4.14,в). [c.98]

Однако в случае (насыщенных) систем с высокой симметрией, таких, как метан или алмаз, для любой пары связей имеется операция, переводящая одну связь в другую. Для этих систем ЛО можно выбрать так, что все ЛО будут эквивалентны, т. е. будут отличаться лишь положением в пространстве. Такие ЛО называются эквивалентными орбиталями — ЭО. Формулы (1.83) и (1.84) для ЛО, резумеется, справедливы и для ЭО. Однако для ЭО равенство (1.83) заменяется более простым [c.43]

Метан, СН4, имеет четыре эквивалентных атома водорода, присоединенных к центральному атому углерода. Для соединения с четырьмя атомами водорода углероду приходится использовать все свои валентные орбитали. Путем гибридизации одной 2з- и трех 2р-орбиталей можно получить четыре эквивалентные 5р -гибридные орбитали (рис. 13-5). Каждая 5р -ги-бридная орбиталь имеет на одну четверть 5-характер и на три четверти р-характер. Все четыре хр -орбитали направлены к вершинам правильного тетраэдра, поэтому хр -орбитали иногда называют тетраэдрическими гибридами. В результате перекрывания каждой хр -гибридной орбитали с 1х-орбиталью атома водорода образуются четыре локализованные связывающие орбитали. Наилучщее перекрывание между и 1х-орбиталями получается при помещении четырех атомов водорода в вершины правильного тетраэдра, как это показано на рис. 13-6 (где изображен куб, чередующиеся вершины которого образуют вершины упоминаемого тетраэдра). В молекуле метана восемь валентных электронов (четыре от атома углерода и по одному от каждого из четырех атомов водорода), которые должны [c.555]

Такое представление о гибридных орбиталях удовлетворительно объясняет физические и химические свойства молекул, однако необходимо отметить, что 5р -орбитали, например, соответствуют только одному возможному приближенному решению уравнения Шрёдингера. В принципе существует много разных равноценных способов комбинации одной 5- и трех р-атомных орбиталей. Как будет показано в разд. 1.5, четыре связи С—Н в метане не всегда ведут себя так, как если бы они были эквивалентными. [c.21]

Остается упомянуть о критериях, используемых для определения матрицы преобразования 1). В случае симметричных молекул, таких, как метан, можно воспользоваться тем, что в молекуле имеются эквивалентные атомы или связи. Скажем, если нас интересуют какие-либо свойства связи С—Н (например, ее дипольный момент) в молекуле СН4, следует провести такое преобразование исходной системы молекулярных орбиталей, которое позволит найти четыре физически эквивалентные орбитали, описывающие четыре связи С—Н в метане. Оказывается, что, если молекулярные орбитали найдены методом МО ЛКАО в минимальном базисе атомных орбиталей (см. обсуждение молекулы С2Н4 в разд. 6.6), симметрия системы позволяет определить все параметры соответствующей матрицы преобразования. [c.304]

Следует различать стадию возбуждения атома, например, углерода (переход 18 2з 2р 1з 2з 2р ), что имеет место в действительности для свободного атома при затрате энергии, и стадию гибридизации, как наглядный способ изображения результата связывания, например, атома С с четырьмя атомами Н при образовании молекулы метана. Гибридизация валентных орбиталей атома, образующего связи с более чем одним ато-мом-партнером, сама по себе не есть следствие его возбуждения она постулируется только для интерпретации эквивалентности сформированных связей. Атом С образует четыре одинаковые с энергетической и геометрической точки зрения связи С—Н в метане не потому, что он реально проходит стадию хр -гибриди-зации своих орбиталей перед их перекрыванием с 15-орбиталями атомов Н, но потому, что образование одинаковых связей термодинамически более выгодно, чем трех одинаковых связей (за [c.99]

Метан содержит четыре эквивалентные связи СН, направленные к вершинам тетраэдра. Чтобы сопоставить этим связям четыре эквивалентные электронные пары, необходимо построить четыре эквивалентные тетра-эдрически ориентированные гибридные орбитали из одной 2 - и трех 2р-орбиталей атома углерода. Поскольку каждая гибридная орбиталь должна содержать одну и ту же долю 8-функций и р-функций, сразу получаем, что для [c.70]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология