Межэлектронное отталкивание и углы между связями

Впрочем, важнее всего — и это необходимо хорошо усвоить — то, что обе эти очень несложные теории позволяют находить углы между связями и геометрическое строение множества разнообразных молекул. Если бы детальный квантовохимический расчет мог определить с точностью до нескольких градусов (не имея предварительных экспериментальных данных) хотя бы один угол между связями в многоатомной молекуле, это считалось бы огромным успехом. Такой точности в предсказаниях можно достичь с помощью либо модели межэлектронного отталкивания, либо гибридизации орбиталей, при условии, что мы используем обе модели в пределах имеющихся экспериментальных данных. [c.185]

Эти выводы можно сопоставить с предсказаниями, основанными на пространственных характеристиках заполненных валентных орбиталей. В молекуле воды образование связей за счет р -орбиталей означает, что молекула должна быть угловой и угол между связями должен составлять 90°, тогда как теория межэлектронного отталкивания определяет его в 109° 28. Из эксперимента мы знаем, что молекула действительно угловая, с углом в 104° 30. Для аммиака и валентные 5р -орбитали, и теория межэлектронного отталкивания предсказывают пирамидальную геометрию, в первом случае с углом 90°, во втором 109° 28. На самом деле молекула пирамидальная и углы между связями составляют 107,3°. Для молекулы метана модель межэлектронного отталкивания предсказывает тетраэдрические углы между связями в трехмерной молекуле, что полностью согласуется с экспериментом. К тому же самому выводу приводит и представление о р -гибридных орбиталях, но только метод молекулярных орбиталей может объяснить, каким образом одна 5- и три 2р-орбитали могут породить молекулярные орбитали, соответствующие четырем эквивалентным тетраэдрическим связям. [c.179]

Диаграммы ячеек для соединений бора ВНз и ВРз показывают, что в каждой молекуле в общем пользовании находятся три электронные пары. Тот факт, что 2рг-орбиталь в ВРз заполнена лишь частично, не учитывается. Следовательно, в каждой молекуле межэлектронное отталкивание приводит к тому, что все три связи должны максимально отстоять друг от друга. Такой критерий требует, чтобы все три связи лежали в одной плоскости под углом 120° друг к другу. К тому же выводу мы приходим и из рассмотрения зр -гибридизации орбиталей это полностью согласуется с известной структурой ВРд. Соединения бериллия, которые имеют только две обобществленные пары, еще проще исследовать. Ясно, что две" связи дальше всего отстоят друг от друга тогда, когда они направлены в противоположные стороны, т. е. когда угол между ними равен 180°. Такую же структуру предсказывает рассмотрение 5/7-гибридизации. И в этом случае наши предположения отчасти совпадают с не совсем ясными экспериментальными данными (см. табл. 6.2). [c.180]

Мы видим, что среди гидридов только для Н2О и МНд углы между связями близки к тетраэдрическому, который предсказывает модель межэлектронного отталкивания. У остальных соединений это значение очень близко к 90°, т. е. к углу, который мы получили из схемы гибридизации орбиталей. На горе теоретикам во всех молекулах галогенидов значения углов между связями практически находятся посередине между результатами наших приближений. Таким образом, предпочтение нельзя отдать ни одной из теорий. Тем не менее сторонники каждой теории пытаются найти разумное объяснение для имеющихся расхождений с экспериментом. Защитники гибридизации орбиталей говорят об отталкивании между электронами внутри каждой связывающей электронной пары и о взаимном отталкивании электронов концевых атомов оба эти взаимодействия приводят к увеличению углов между связями от ожидаемого значения (90°) до тупого угла (как это происходит в Н2О и МНд). По мере увеличения размера центрального атома (например, в ряду О, 5, 5е, Те или N. Р, 5Ь, Аз) роль таких взаимодействий уменьшается и угол приближается к значению, предсказанному из гибридизации [c.184]

С особенно интересным примером межэлектронного отталкивания мы встречаемся при рассмотрении молекулы С1Рз. Она обладает структурой искаженного Т-образного фрагмента триго-нальной бипирамиды (рис. 8.8). В этой молекуле обнаруживается не только отклонение аксиальных атомов фтора от неподеленных пар электронов (Z- Р — С1 — Р = 87° 29 ), но также удлинение аксиальных связей С1 — Р на 0,1 А по сравнению с экваториальной связью. Неподеленные пары у атома хлора находятся в экваториальных положениях, и угол между ними составляет 120° (или больше). [c.136]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология