Атомные орбиты гибридизованные

Если атом углерода образует только одинарные связи, то он находится в центре тетраэдра молекулы, в верщины которого ориентированы р -гиб-ридные атомные орбитали углерода (см. 6.5). При наличии двойной связи атомные орбитали углерода гибридизуются по типу р, а прн наличии тройной связи — по типу зр. [c.440]

Наряду с а-связью может образоваться и п-связь, если на орбитали атома металла, которая может перекрываться с вакантной орбиталью донорного атома, находятся соответствующие -электроны. Эта связь изменяет распределение заряда как у атома металла, так и у лиганда, усиливая а-связь. Чем больше электронные облака перекрывают друг друга, тем более прочной является образующаяся ковалентная связь. Было показано, что для удовлетворения этого критерия необходимо, чтобы исходные атомные орбитали были гибридизованы, образуя новую систему эквивалентных орбиталей, принимающих участие в связи и имеющих определенное направление в пространстве. [c.250]

Рассмотрим возможные случаи гибридизации различных орбита-лей, участвующих в химической связи. При этом следует иметь в виду, что гибридизоваться могут как атомные орбитали, в которых пребывают холостые электроны (осуществляющие ковалентные связи), так и орбитали вакантные или содержащие электронную пару (образующие донорно-акцепторные связи). [c.61]

Вообще орбитали могут эффективно гибридизоваться лишь в том случае, если они имеют близкие энергии. У атомов с малыми Z для гибридизации пригодны только 5- и р-орбитали. У атомов с большими 2 в гибридизации могут участвовать также -орбитали, что значительно расширяет возможности осуществления различных симметрий. По-видимому, наиболее важной из всех встречающихся в неорганической химии конфигураций является октаэдрическая конфигурация. Она возникает, когда к 5- и р-орбиталям примешиваются еще две -орбитали. Пространственное расположение шести гибридных 5р -орбиталей и их связь с отдельными атомными орбиталями можно представить наглядно, рассматривая снова ядро в центре куба. Три взаимно перпендикулярные р-орбитали, ориентированные к центрам граней, и две -орбитали ( 22 и а.-2-у2 на рис. 3), направленные точно так же, смешиваются со сферически симметричной 5-орбиталью, образуя шесть гибридных орбиталей, каждая из которых ориентирована к центру грани куба. Это представлено схематически на рис. 6. Шесть волновых функций имеют следующий вид [c.46]

Орбиталь состоит из двух частей, внутренней сферы, и внешней оболочки р-орбитали также имеют две части, или доли, расположенные на противоположных сторонах ядра атома углерода. В метане эти четыре атомные орбитали гибридизуются с образованием четырех тетраэдрически расположенных зр -орбиталей, которые приблизительно имеют форму р-орбиталей. Математическими выводами теории валентности показано, что примесь 25% -характера должна удлинить одну долю р-орбитали и уменьшить другую кроме того, расчет приводит к выводу, что четыре гибридные орбитали должны быть ориентированы в пространстве тетраэдрически. Связь С—Н возникает при перекрывании каждой из этих орбиталей с 15-орбиталью атома водорода. [c.12]

Таким образом, число гибридных орбиталей всегда равно суммарному числу исходных орбиталей. Кроме того, при возникновении гибридных орбиталей необходимо соблюдение следующих условий Г) хорошее перекрывание гибридизу-емых электронных орбиталей 2) небольшая разница в энергиях атомных орбита-лей, участвующих в гибридизации. Например, Х -орбитали не могут гибридизо-ваться с 2 норбиталями, так как у них различные значения главного квантового числа, а потому их энергии сильно различаются. Гибридизация всегда сопровождается изменением формы электронного облака. При этом гибридное электронное облако асимметрично имеет большую вытянутость по одну сторону от ядра, чем по другую. Поэтому химические связи, образованные с участием гибридных орбиталей, обладают большей прочностью, чем связи за счет чистых негибридных электронных облаков. Гибридизация одной 5-орбита,ди и одной р-орбитали приводит к возникновению двух гибридных облаков, расположенных под углом 180° (рис. 36). Это так называемая р-гибридизация, в результате которой гибридные облака располагаются по прямой. Отсюда легко объяснить прямолинейность молекулы ВеС12 в- и р-орбитали атома бериллия подвергаются в -гибриди-зации и образуют две гибридные связи с двумя атомами хлора (рис. 37). У каждого атома хлора имеется по одному неспаренному р-электрону, которые и являются валентными. [c.80]

Так же как тетраэдрическая гибридизация оказалась необходимой для описания тетраэдрического состояния, для описания этиленоподобного состояния нужна тригональная гибридизация. Из экспериментальных данных известно, что в этилене все шесть атомов лежат в одной плоскости и значения углов не сильно отличаются от 120°. Поэтому связь в такой молекуле должна иметь следующий характер [157] (рис. 8.6). Орбитали двух атомов углерода А и В гибридизованы тригонально, причем орбитали А1 и В1 перекрываются орбитали Лг, Аз, В2 и В3 перекрываются с четырьмя соответствующими водородными орбиталями. Это дает шесть а-связей остаются, кроме того, две несмешанные атомные орбитали атомов Л и В. Эти орбитали перекрываются, что приводит к образованию я-связи, как изображено на рис. 4.9. Данные соображения позволяют написать формулу Н2С = СН2 и сделать заключение, что двойная связь С = С образуется в результате суперпозиции а-орбитали, образованной двумя тригональными АО, и я-орбитали, образованной двумя рг-АО. Такая трактовка приводит непосредственно к двум важным выводам. Прежде всего, чтобы связь была возможно сильнее, перекрывание несмешанных орбиталей р должно быть максимальным. Это требует, чтобы молекула была плоской и длина связи С = С (1,34 А) была короче, чем в случае простой связи (1,54 А). Далее, из нашей трактовки следует, что [c.217]

В последнее время кроме а-связи в теории валентных связей допускают возможность образования и л-связи при наличии у атома металла подходящих -орбиталей, перекрывающихся с л-орбиталь ю лиганда. Этот вид связи, если он носит л-датив-ный характер (М — Ь) , должен изменить распределение заряда у атома металла и лиганда таким образом, что а-связь усилится. Если же имеет место (Ь М) -связывание, обычно не рассматривавшееся в ранней теории валентной связи, а-связь может ослабиться, но в целом прочность связи должна возрастать. Чем больше электронные облака перекрывают друг друга, тем более прочной является образующаяся ковалентная связь. Было показано, что для удовлетворения этого критерия необходимо, чтобы исходные атомные орбитали были гибридизованы, образуя новую систему эквивалентных орбиталей, принимающих участие в связи и имеющих определенное направление в пространстве. [c.401]

Подобные результаты получены при определении валентных углов в силиловых и метиловых эфирах и соответствующих тио-цианатах (рис. 17.2). В соединениях (СНз)гО атомные орбитали кислорода гибридизованы по типу sp с двумя неподеленными парами электронов (отсюда наблюдаемый валентный угол 111° для связей С—О—С, близкий к тетраэдрическому углу), тогда как в соединении (31Нз)20 атом кислорода находится в хр -гиб-ридизации с одной неподеленной парой электронов (валентный угол 144° для связи Si—О—S1, что отвечает искаженной треугольной форме). Соответственно связи С—О в первом соединении одинарные, а связи Si—О во втором — кратные с вкладом от делокализованного Рл(0)— л(51)-взаимодействия. [c.559]

Наиболее важные структурные типы комплексов, а также орбитали, которые должны быть гибридизованы, чтобы привести к ним, приведены в табл. 5. Так, чтобы получить шесть эквивалентных гибридных орбиталей (направленных вдоль осей х, у и г), которые необходимы для образования октаэдрического комплекса, требуются атомные орбитали, имеющие в этих направлениях основные составляющие , рх, ру, Рг и 5. Аналогичным образом плоская квадратная конфигурация получается в результате гибридизации -, 5-, р -и руорбиталей. Во всех случаях полагают, что каждая гибридная орбиталь перекрывается вдоль направления, в котором она расположена, с подходящей орбиталью молекулы лиганда, так что образуется а-связь. Такие о-связи подобны одинарным связям в органических соединениях и имеют максимум электронной плотности вдоль оси связи. [c.37]

Одним из способов описания связей в комплексных соединениях является метод валентных связей [5], предложенный и разработанный главным образом Полингом [6]. Согласно этому методу, ряд орбиталей центрального атома, число которых равно числу лигандов, способны к образованию координационной ковалентной связи с орбиталями лигандов. Далее вводится критерий максимального перекрывания орбиталей, которое обеспечивает наиболее сильную ковалентную связь. При этом исходные атомные орбитали должны быть гибридизованы в новый набор эквивалентных орбиталей, которые обладают определенными пространственными свойствами. Так, набор четырех тетраэдрических орбиталей строится из одной 8- и трех р-орбиталей. Б табл. 2.1 приведены наиболее важные комбинации атомных орбиталей для координационных соединений и их расположение в пространстве. Это ир о-странственное расположение орбиталей определяет и геометрию соответствующего комплекса. Вводится также понятие об относительной силе связи в зависимости от угла, под которым орбиты перекрываются. Сила нен аправ-ленной связи, образованной х-орбиталями, принимается равной единице. В октаэдрических комплексах (или комплексах с координационным числом и[есть) шесть гибридных орбиталей идентичны, за исключением того, что различно их направление в пространстве, заданном прямоугольной систедюй [c.54]

При таком расспаривании, как видно из схемы, один электрон оказывается на s-, а второй на р-орбитали. У хлора валентный электрон находится на р-орбитали. Если у бериллия валентные электроны будут различными, то в молекуле ВеСЬ одна связь ВеС1 будет (р — р)ст-связью, а вторая (s—р) ст-связью. Очевидно, что связи должны быть неравноценными. Однако опыт показывает, что обе связи ВеС1 в молекуле ВеСЬ одинаковы. Это может быть лишь в том случае, если оба валентных электрона у атома бериллия идентичны, т. е. имеют одинаковую энергию. Следовательно, в процессе расспаривания электронов энергии их выравниваются, s- и р-орбитали смешиваются — происходит так называемая гибридизация атомных орбиталей. Гибридизация, кроме выравнивания энергий электронов, всегда означает еще и изменение формы электронных облаков. В самом деле, сферическая s-орбиталь смешивается (гибридизуется) с гантелевидной р-орбиталью, вследствие чего образуются две новые гибридные орбитали с одинаковой энергией. Такие орбитали характеризуются грушевидной конфигурацией электронного облака [c.91]

Иначе происходит образование двойных и тройных связей в ненасыщенных соединениях. В этилене, например, каждый углеродный атом образует связи с тремя партнерами, на что расходуются электроны 5-атомной и двух р-атомных орбиталей (5р -гибридиза-ция). Получающиеся три а-связи располагаются в одной плоскости под углом в 120° (рис. 1). Остающиеся у углеродных атомов негибридизированные р-электроны, орбитали которых располагаются перпендикулярно плоскости о-связей, перекрываются друг с другом, образуя л-связь. Так как перекрывание орбиталей здесь не такое глубокое, то п-связь значительно лабильнее и легче поляризуется и разрывается, чем о-связь. [c.17]

В карбонат-ионе, имеющем форму плоского треугольника, атом С находится в зр -гибридизованном состоянии, а орбиталь Рг образует я-орбиталь. С другой стороны, три эквивалентных атома О также 8р -гибридизованы, а их орбитали р представляют собой п-орбитали (в ряде приближенных методов полагают, что атом О зр-гибридизоваи, но при этом не возникает различий участвующих в связи орбиталей). Атомы С и О в валентных состояниях образуют показанные на рис. 4.1 молекулярные орбитали, и а-орбитали расщепляются на трехкратно вырожденные связывающую и разрыхляющую орбитали. Однократное связывание атомов за сче я-орбита-лей приводит к образованию четырех молекулярных орбиталей, две из которых вырожденны. 24 атомных валентных электрона заселяют орбитали, начиная с нижней, и одна молекулярная я-орбиталь и разрыхляющая а-орбиталь оказываются вакант ными (карбонат-ион диамагнитен, и все электроны спарены). [c.158]

Первая комбинация есть обычная а-орбиталь, две другие имеют симметрию я-орбиталей. Из атомных орбиталей углерода можно скомбинировать четыре орбитали, из которых две р-гибридизо-ванные орбитали образуют связь с р .р брид ой орбиталью [c.52]

В приближении валентных связей атомные 2>й-, 45-, 4р-орбита-ли гибридизованы для получения шести эквивалентных й зр -ор-биталей, каждая из которых участвует в образовании локализованной двухэлектронной связи только с одним лигандом. В методе молекулярных орбиталей не существует локализованных связей металл — лиганд. В этом приближении каждая из орбиталей металла (т. е. Зйх2—у2, 45, Арх, Ару и Арг) взаимодействует с о-орбиталями любого из окружающих металл лигандов. Используем технику ЛКАО для составления двенадцати молекулярных орбиталей (шести связывающих и шести разрйхляющих) из шести атомных орбиталей металла и шести о-орбиталей лигандов двенадцать электронов от шести лигандов размещаются на шести связывающих молекулярных орбиталях. Линейные комбинации для шести связывающих молекулярных орбиталей имеют вид [c.221]

Эта теория, развитая Полингом [6], имела огромное значение. для качественного обсуждения широкого круга вопросов неорганической и органической химии. Ее популярность, несомненно, кроется в простоте химической картины, даваемой ею. Однако эта простота в свою очередь значительно ограничивает применение теории для количественных расчетов. Теория валентной связи различает два типа комплексов металлов, которые можно условно обозначить как ионные и ковалентные . Иногда применяют другие классификации, относящие их к внешним и внутренним или высокоспиновым и низкоспиновым комплексам (последнее различие основано на магнитных свойствах). В обоих случаях предполагается, что определенное число атомных орбиталей катиона (равное числу лигандов в комплексе) гибридизо-вано и затем использовано для образования связи. Эта трактовка соответствует известной гибридизации 25, 2рх, 2ру и 2рг-орбита-лей атома углерода с образованием четырех эквивалентных орбиталей, расположенных вокруг него тетраэдрически. Если в случае ионов переходных металлов постулировать, что в образовании связи использованы -орбитали, имеющие то же главное квантовое число, что и 5- и р-орбитали, то такой комплекс называют ковалентным . В противном случае он ионный . [c.36]

В состоянии возбуждения орбитали углеродного атома имели бы вид, изображенный на рис. 4. Из опыта хорошо известно, что все четыре валентности углерода одинаковы и направлены друг относительно друга под тетраэдрическими углами. Чтобы согла-совать теоретическое рассмотрение с опытными данными, было введено (Полинг) представление о гибридиза- рис. 5, Электронные орби— ции атомных орбиталей — своеобраз- тали атома углерода в со-ном смешении шаровой 5- и эли- стоянии вр -гибридизацин. птических /5-орбиталей. Для атома [c.23]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология