Гибридных связей орбита

Как используются гибридные. р-орбитали для описания химической связи в ВеНг [c.596]

В ионе аммония каждый атом водорода связан с атомом азота общей электронной парой, одна из которых реализована по донор-но-акцепторному механизму. Важно отметить, что связи Н—N. образованные по различным механизмам, никаких различий в свойствах (например, в энергии связи, дипольном моменте связей и т. д.) не имеют, т. е. независимо от механизма образования возникающие ковалентные связи равноценны. Указанное явление обусловлено тем, что в момент образования связи орбитали 2в- и 2р-электронов атома азота изменяют свою форму. В итоге возникают четыре совершенно одинаковые по форме орбитали. Поскольку форма этих новых орбиталей есть нечто среднее между формами 8- и р-орбиталей, то эти новые орбитали принято называть гибридными, а процесс их возникновения — гибридизацией атомных орбиталей (б). [c.36]

Однако в фосфорильной группе отсутствует л-связь между двумя р-орбиталями, как это имеет место в карбонильной группе. Фосфорильная я-связь образуется при перекрывании р-орбиталей атома кислорода и -орбитали атома фосфора. Такая связь — это гибридная связь, даже если она локализована, что можно видеть на примере трифенилфосфиноксида [c.118]

У атомов благородных газов вероятен переход отдельных электронов октета в неспаренное активное состояние. Орбитали октета могут разрыхляться ( размываться ), приобретая при этом способность образовывать химическую связь. Например, атомы Х.е, Кг, Кп при взаимодействии с активными партнерами могут использовать в химической связи образующиеся гибридные рй-орбитали. [c.350]

Константы Усн в основном зависят от характера гибридизации углеродного атома и пропорциональны доле s-электрона в гибридной атомной орбитали связи С—Н. 5/з -Гибридизованные атомы углерода характеризуются минимальными значениями констант /сн> равными 125 Гц, а sp-гибридизованные атомы — максимальными значениями констант J H = 250 Гц. Для связи [c.142]

Таким образом, ири образовании соединений различные орбитали валентных электронов атома углерода — одна 5-орбиталь и три р-орбитали — превращаются в четыре одинаковые гибридные 5р -орбитали (читается эс пе три ). Этим объясняется равноценность четырех связей углеродного атома в соединениях СН4, ССЦ, С(СНз)4 и т. п. и их направленность иод одинаковыми (тетраэдрическими) углами друг к другу. [c.166]

При образовании атомами химических связей в ряде случаев существенную роль играют так называемые гибридные атомные орбитали. Гибридными называют атомные орбитали, представляющие Собой линейные комбинации атомных орбиталей, соответствующих [c.49]

Аналогично можно показать, что в молекуле СОг се три атома располагаются на одной линии. Действительно, пусть в образовании л-связей участвуют электроны атома С, находившиеся изначально на 2ру- и 2рг-орбиталях. Тогда в образовании а-связи будут участвовать гибридные р-орбитали, полученные гибридизацией 28- и 2рд.-орбиталей,,направленных противоположно друг другу вдоль оси Ох (рис. 28). [c.72]

Как уже отмечалось, угловое строение Н2О и пирамидальное строение ЫНз можно понять из взаимного расположения 2р-орби-талей, на которых в свободных атомах находятся неспаренные электроны. Однако реально углы между связями в молекулах Н2О и ЫНз существенно ближе к соответствующему хр -гибридным орбиталям углу 109°. Гибридные 5р -орбитали обеспечивают большее перекрывание с 1б -орбиталями атомов Н и более предпочтительны для образования связей. Поэтому в образовании этих молекул принимают участие гибридные 5р -орбитали атомов кислорода и азота, а неподеленные пары электронов располагаются на остав- [c.77]

Соединения азота с водородом. Важнейшее водородное соединение азота — аммиак N1 3. В молекуле аммиака атом азота находится в состоянии 5р -гибридизации. При этом три гибридные орбитали перекрываются с 5-орбиталями трех атомов водорода, в результате чего образуются три ковалентные связи N—Н на четвертой гибридной орбитали атома азота находится неподеленная пара электронов. Гибридные зр -орбитали ориентированы в направлениях к вершинам тетраэдра. Поэтому валентный угол ННН в молекуле аммиака (107°) близок к тетраэдрическому (109,5°). [c.169]

Их простейшим представителем является ацетилен (этин) НС=СН. При образовании тройных связей участвуют только два электрона внешнего слоя (з- и р-), образующих две гибридные зр-орбитали [c.197]

Образовавшиеся гибридные л/ -орбитали перекрываются друг с другом н орбиталями атома водорода, образуя по две сигма-связи, расположенные вдоль линии, соединяющей центры атомов (валентный угол 180°). Поэтому говорят о линейном строении ацетиленовых углеводородов. Схема образования а- и я-связи [c.197]

Гибридные р -орбитали лежат в одной плоскости и направлены под углом 120° друг к другу. Форма зр -АО похожа на форму зр -орби талей, но зр -АО более сжаты и вытянуты. Образуемые ими связи должны быть согласно принципу максимального перекрывания более прочными. [c.144]

В ковалентных соединениях, например в хлориде, бериллий образует линейную систему связей хлорид бериллия не имеет момента диполя, что указывает на конфигурацию С1—Ве—С1. Ковалентный тип связи согласуется со способностью галогенидов бериллия к возгонке. Связи Ве—С1 можно рассматривать как результат перекрывания гибридной 5р-орбитали Ве с Зр-орбиталью С1. Более типично для бериллия образование тетраэдрической конфигурации орбиталей, в которой фактически существующие связи удобно описать как гибридные зр -орбитали Ве, перекрывающиеся с орбиталями присоединяемых к нему атомов. Линейные структуры [c.154]

Ранее уже отмечалось, что наличие заряда само по себе не изменяет ни геометрической, ни электронной структуры молекулы. Поэтому законно предположить, что структура карбоний-ионов IX должна быть Весьма похожей на структуру соответствующих производных бора (VIII). Другими словами, считается, что карбоний-ионы должны иметь плоскостные структуры, в которых три гибридные зр орбиты использованы для образования с-связой с тремя атомами или группами, соединенными с центральным атомом. Кроме того, должна остаться свободная орбита р, расположенная выше и ниже атома углерода в перпендикулярном направлении в плоскости, в которой лежит молекула. [c.394]

Два атома углерода, между которыми существует двойная связь, используют гибридные 5р -орбитали для образования а-связи друг с другом, и одна 2р-орби-таль на каждом из этих атомов остается нетибридизованной. Эти 2р-орбитали перекрываются с образованием л-связи. Атом углерода метильной группы, СН3, находится в состоянии хр -гибридизации, что позволяет ему образовывать четыре простые связи (одну с атомом углерода и три с атомами водорода). Химическое строение пропилена описывается следующей моделью локализованных связывающих орбиталей [c.570]

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

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]

В то же самое время комплексы Сг (И1) инертны потому, что три несвязевых 3 -opбиты заполнены электронами, а электроны связи располагаются на шести гибридных %р -орбитах. [c.252]

Гибридизация одной s- и трех р-орбиталей (sp -гибридизация), как уже указывалось, объясняет валентности углеродного атома. Образование sp -гибридных связей характерно также и для аналогов углерода — кремния и германия валентности этих элементов также имеют тетраэдрическую направленность. Может возникнуть вопрос — если гибридные орбитали обеспечивают большую концентрацию электронного облака между ядрами и, следовательно, более прочную связь, то почему они не возникают в НаО л NH3 На да шый вопрос следует ответить, что направленность связей в этих соединениях также можно объяснить sp -гибридизацией. Такой подход является даже более точным, чем изложенный на стр. 161 и 162. Не следует, однако, забывать, что оба подхода являются приближенными. При образовании молекулы HjO атом кислорода люжет приобретать конфигурацию наружного слоя где Ф2, Фз и — sp -гибридные волновые функции верхние индексы указывают количество электронов, занимающих данную орбиталь. Таким образом, две из четырех гибридных орбиталей атома кислорода заняты неспаренньши электронами и могут образовать химические связи угол между этими связями должен составлять 109,5°. Это значение ближе к экспериментальному (104,5°), чем величина 90°, даваемая схемой, рассмотренной на стр. 161. Однако если на стр. 161—162 пришлось объяснять отклонение теоретической величины от экспериментальной для молекулы HjO, то здесь нужно объяснить, почему углы между связями у аналогов воды HjS, HaSe и НаТе заметно отличаются от 109,5°. Это объясняется действием ряда факторов. В частности, в соединениях, содержащих большие атомы, связь слабая и выигрыш энергии в результате образования связи гибридными орбиталями не компенсирует некоторое возрастание энергии s-электронов, обусловленное их переходом на sp -гнбридные орбитали. Это препятствует гибридизации. Кроме того, как показали точные расчеты, при образовании связи Э—Н 25-орбитали кислорода (и азота) сильнее перекрываются с ls-орбиталями водорода, чем 2р-орбита-ли. Для аналогов кислорода, наоборот, сильнее перекрываются р-орбитали. Это обусловливает больший вклад s-состояний (гибридизацию) в образование химической связи в молекуле Н О, чем в ее аналогах. Поэтому валентные углы в H2S, HjSe и НаТе близки к 90°. [c.168]

Первоначальный метод Полинга сталкивается с серьезными трудностями, когда число орбиталей, нужное для размещения электронов, принимающих участие в образовании связей, очень мало Это может быть результатом заселенности орбиталей спаренными и неспаренными электроналш самого иона металла. Примером является комплексный ион [РеР ] ", который имеет магнитный момент, соответствующий пяти неспаренным электронам, и комплексный ион 1Ы1(ЫНз)в1 с двумя неспаренными электронами. Ни в одном из этих комплексов невозможна гибридизация гак как комплексообразующий ион может представить для образования гибридных связей только четыре незаполненные орбитали с примерно одинаковой энергией [c.252]

Как уже отмечалось, угловое строение Н2О и пирамидальное строение N1 3 можно понять из взаимного расположения 2р-орбиталей, на которых в свободных атомах находятся неспаренные электроны. Однако реально углы между связями в молекулах Н2О и ЫНз существенно ближе к соответствующему 5/5 -гибридным орбиталям углу 109°. Гибридные 5р -орбитали обеспечивают больше перекрывание с 15-орбиталями атомов Н и более предпочтительны для образования связей. Поэтому в образовании этих молекул принимают учгстие гибридные 5р -орбитали атомов кислорода и азота, а неподеленные пары электронов располагаются на оставшихся — одной в случае N и двух в случае О гибридных атомных орбиталях. Однако в этих молекулах симметрия существенно ниже, чем в СН , и, следовательно, система гибридных орбиталей уже не полностью эквивалентна, углы между связями отличаются от тетраэдрического. [c.70]

Вспомним, что связь образуется за счет перекрывания орбита-лей при сближении атомов. Поскольку для гибридных орбиталей электронная плотность сосредоточена в одном направлении (в отличие от симметричного относительно ядра распределения электронной плотности 5-, р- и -орбиталей), в этом случае обеспечивается более эффективное перекрывание атомных орбиталей, и именно система гибридных орбиталей должна использоваться для образования связей. В соответствии с этим (см. рис. 16) атом Mg, имеющий гибридные 5р-орбитали, дает молекулы линейного строения атом В — плоские молекулы (например, ВРз) с тремя связями, на-правленнрлми под углом 120° друг к другу атом С — молекулы, в которых оп находится в центре тетраэдра, образуемого четырьмя связанными с ним атомами. В молекуле РСЬ атом Р находится в центре трехгранной бипирамиды, образуемой пятью атомами хлора, а в 5Р б атом 5 находится в центре октаэдра с шестью атомами Р в его вершинах. [c.77]

Все рассмотренные до сих пор случаи относятся к связям, образованным электронами на молекулярных а-орбиталях. Вследствие главной особенности этих орбиталей (осевая симметрия) между двумя атомами, которые могут вступать в химическое взаимодействие друг с другом, образуется одна а-связь независимо от того, составляют ли эти атомы двухатомную молекулу или входят в состав сложной многоатомной молекулы. Один атом может участвовать в нескольких а-свя-зях, соединяющих его с несколькими атомами с двумя (например, две р-орбитали атома О или две гибридных орбитали типа зр атома Mg), с тремя (три р-орбн-тали атома N или три гибридных 5р -орбитали атома В), с четырьмя (четыре гибридных зр или хр -орбитали) и даже с шестью атомами (шесть гибридных 5р -орбиталей). [c.79]

Рассмотрим молекулу этилена С2Н4. Пусть я-связь образуется с участием 2рг-орбиталей атомов углерода. Тогда а-связи возникают за счет орбиталей 2з, 2рх, 2ру каждого атома С. В формировании связей, следовательно, участвуют гибридные 5р -орбитали, оси которых находятся в плоскости Оху. Следовательно, все атомы молекулы этилена находятся в одной плоскости (рис. 28, а). [c.79]

Следует отметить, что направление связей в метане не предсказано в методе валентных связей, как иногда говорят-Здесь исходят из установленной на опыте конфигурации молекулы и постулируют сушествование отвечающих ей четырех равноценных орби--талей, направленных под углом 109°28, которые затем выражают через линейные комбинации орбиталей свободного атома. Аналогично рассматривают и соединения типа BF3. Молекула ВРз плоская, с атомом бора в центре. Угол между связями В—F, имеющими одинаковую длину, равен 120°. Электронная конфигурация атома бора в возбужденном состоянии (15 2л% 2/7) не удовлетворяет в методе ВС трем равноценным связям. Поэтому допускается существование у атома бора в поле трех атомов фтора трех гибридных ( -орбиталей, описываемых смешением одной s- и двух р- орбиталей. Эти три гибридные орбитали, называемые лр -гибридами, аналогичны по форме орбиталям, представленным на рис. 73. Их оси направлены в плоскости от центра под углом 120°. Перекрывание их ср -орбиталями трех атомов фтора отвечает образованию плоской симметричной молекулы BF3 (рис. 74). Таким же образом атом Ве, имеющий в возбужденном состоянии конфигурацию l5 2s2p, образует при вступлении в соединение две гибридные 5р-орбитали, расположенные под углом 180°, отвечающие линейной конфигурации молекулы BeF 2. [c.186]

Качественно новое явление при рассмотрении молекул состоит в использовании гибридных орбиталей. Наиболее известными являются гибридные зр -, зр -- и 5р-орбитали атома углерода, объясняющие причины многообра-зия органических соединений. Ввиду существования этих типов гибридизации в органических молекулах встречаются преимущественно два типа связи — а-связь и я-связь. Чистая а-связь встречается, например, в насыщенных углеводородах, в которых атом углерода образует гибридные р -орбитали. В ароматических углеводородах вследствие зр -гибридизации наряду с а-связью, образующей остов молекулы, имеется также еще к-связь. В случае а-связи электронное облако располагается симметрично вокруг линии, проведенной через атомные ядра. В случае п-связи электронное облако располагается симметрично по обе стороны от плоскости, проходящей через атомные ядра. В соединениях с гетероатомами к этим двум состояниям электронов добавляются еще одиночные электронные пары гетеро-атома, находящиеся на несвязывающих п-орбиталях. [c.177]

Таким образом, при образовании молекулы метана различные орбитали валентных электронов атома углерода — одна 5-орбиталь и три р-орбитали — превраш,а-ются в четыре одинаковые гибридные > р -орбитали (5рЗ-гибридизация). Этим и объясняется равноценность четырех связей атома углерода в молекула х СН4, С( 14, СгНб и т. д. и их направленность под одинаковыми углами друг к другу. [c.85]

Каждый атом углерода находится в состоянпи гибридизации, три гибридные зр -орбитали каждого из шести атомов углерода образуют по три а-связи одну а-связь С—Н, и по две а-связи С—С. Все а-связи находятся в одной плоскости [c.201]

Гибридные — смешанные — орбитали, представляющие собой сочетание з-, р-, -функций, обладают определенной ориентацией в пространстве и обеспечивают большую степень перекрывания в направлении образующихся связей. Рассмотрим гибридные орбитали атома углерода у этого атома склонность к гибридизации четко выражена, так как энергия возбуждения, необходимая для перевода электрона с з-орбитали на р-орбиталь, невелика и из трех р-орбиталей одна вакантна (конфигурация атома углерода 1з22522р2). Один из 252-электронов переходит на 2р-орбиталь и из трех 2р-орбиталей и одной 2з образуется четыре гибридных 5р -орбитали. Каждая из них перекрывается с одной Ь-орбиталью атома водорода. Энергия, выделяющаяся при этом, полностью компенсирует затрату энергии на перевод электрона с з- на р-орбиталь. Энергетические затраты на гибридизацию (промотирование электрона) покрываются за счет энергии возникающих химических связей. [c.114]

Дьюар произвел расчет перекрывания я-орбитали (МО) двойной связи и гибридной 5р5-орбитали (АО), участвующей в образовании С—Н (или С—R в общем случае). Оказалось, что перекрывание между связями С—R и С = С составляет приблизительно 4/5 от перекрывания между двумя двойными связями в цепи lili [c.127]

Гибридные 5рЗ-орбитали атома углерода направлены к углам тетраэдра, поэтому, казалось бы, наиболее естественным сочетанием атомов этого элемента должна быть структура, состоящая из сцепленных тетраэдров, связи между которыми имеют чисто ковалентную природу и представляют собой сг-связи. Действительно, аллотропическая разновидность углерода — алмаз — построен именно так вокруг каждого атома углерода в алмазе имеется четыре других таких же атома, расположенных по углам тетраэдра на расстоянии 0,154 нм. Все валентные электроны распределены по связям, свободных электоров нет, л-связи, охватывающие несколько атомов, отсутствуют, поэтому алмаз является диэлектриком . Небольшое число внутренних электронов и небольшие размеры атома способствуют упрочению связей — алмаз обладает твердостью, превышающей твердость всех других веществ. [c.162]

Гибридизация осуществляется при возбуждении атома, т. е. требует затрат энергии, которые должны быть ко лпенсированы при образовании химической связи с другим атомом. Поэтому т1редпо-лагается, что гибридные атомные орбитали образуются только тогда, когда их перекрывание с АО другого атома будет более полным (по сравнению с исходными АО). [c.56]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология