Гибридные орбитали эквивалентность

Каждая из указанных гибридных орбиталей может перекрываться с орбиталью лиганда с образованием связывающей и разрыхляющей орбита-лей, имеющих а-симметрию относительно оси связи между металлом и лигандом. Неподеленная пара электронов от каждого лиганда занимает возникающую связывающую молекулярную орбиталь, и в результате образуются шесть ковалентных связей (рис. 20-8). Аналогичные соображения поясняют образование четырех эквивалентных гибридных орбиталей, направленных к вершинам квадрата в плоскости ху, из р - и [c.225]

ВзН см. разд. 13-2). В этой молекуле к центральному атому бора присоединены три атома водорода. Согласно теории локализованных молекулярных орбиталей, связь в этой молекуле осуществляется в результате гибридизации 2х-орбитали и двух 2р-орбиталей атома бора с образованием трех эквивалентных хр -гибридных орбиталей (рис. 13-3). Каждая гибридная орбиталь имеет на одну треть 5-характер и на две трети р-характер. Поскольку любые две р-орбитали лежат в одной плоскости, а х-орбиталь не имеет пространственной направленности, три хр -ги-бридные орбитали лежат в одной плоскости. Эти три хр -гибридные орбитали, перекрываясь с тремя водородными 1х-орбиталями, образуют три эквивалентные локализованные связывающие орбитали. Каждая из таких связывающих (хр -ь 1х)-орбиталей занята в молекуле ВН3 парой электронов, как это схематически показано на рис. 13-4. На основании представления о гибридньгх орбиталях можно предсказать, что молекула ВН3 должна иметь плоскую тригональную структуру. Угол между межъядерными осями Н—В—Н, называемый валентным углом Н—В—Н, должен составлять 120°. [c.553]

В результате гибридизации образовались три эквивалентные гибридные орбитали. Такой тип гибридизации носит название 5р2-гибридизации. Обобществление хр -гибридных орбиталей с -орбиталями атома водорода происходит под углом [c.306]

Первая показывает контур функции Ч , . (синглетное состояние) с электронами (1) и (2), локализованными на фиксированной оси 2 вторая показывает контур функции (триплетное состояние) на этой оси. Можно видеть, что в обоих случаях есть максимумы для конфигураций, в которых первый электрон находится у ядра, где сама 1 -орбиталь имеет максимум, и второй удален на расстояние, где сама 2р-орбиталь имеет максимум. Из контурной диаграммы для синглетного состояния видно, что те конфигурации, в которых оба электрона находятся по одну сторону от ядра, преобладают, тогда как по контурной диаграмме для триплетного состояния видно, что преобладают конфигурации, имеющие электроны по разные стороны от ядра. В действительности, электроны с одинаковым спином будут иметь максимум вероятности нахождения по разные стороны от ядра на прямой линии, проходящей через ядро, т. е. под углом в 180° по отношению друг к другу. Как нетрудно заметить, тот же самый результат был получен ранее при гибридизации атомных з- и р-орбиталей с образованием двух эквивалентных гибридных хр-орбиталей. Единственное отличие здесь в том, что в данном случае рассматривались атомные конфигурации 1з 2р , а не /гs /гp , которые необходимы для образования эквивалентных гибридных орбиталей. Однако это было сделано только для простоты изложения. Угловая корреляция, которая будет рассмотрена далее, не зависит от того, имеют или не имеют и р-орбитали одно и то же главное квантовое число. [c.204]

В случае остальных типов гибридных орбиталей, приведенных на рис. 16 и в табл. 3, эта эквивалентность сохраняется, ио проявляется не столь наглядно. [c.70]

Следует иметь в виду, что приведенные на рис. 16 варианты взаимной ориентации химических связей выполняются строго, лишь когда в их образовании участвует система полностью эквивалентных гибридных орбиталей. Эта эквивалентность наглядно видна из приведенной в том же параграфе структуры гибридных зр- и зр -орбиталей составляющие их волновые функции 5- и р-орбиталей входят в гибридные волновые функции с одинаковыми по модулю коэффициентами . Именно такая система полностью эквивалентных гибридных орбиталей более предпочтительна для образования атомом химических связей, если речь идет о связях с одинаковыми атомами. Поэтому структура СИ4 и ССЦ действительно представляет собой правильный тетраэдр с четырьмя атомами Н или С1 в вершинах и атомом С в центре. В случае взаимной ориентации связей с разными атомами или нескольких связей и электронных облаков неподеленных пар электронов возможны различные промежуточные случаи гибридизации. [c.77]

Орбитали у/ и —двухцентровые, первая для атом Ве и Н , вторая для атома Ве и Н . Стоящие в скобках суммы р- и -АО бериллия — это гибридные 5р-фун]щии, называемые гибридными орбиталями, обозначенные символом ц. С их помощью запишем эквивалентные (локализованные) молекулярные орбитали [c.196]

Для устранения этого несоответствия теории с опытными данными Полинг и Слейтер предположили, что если в образовании связей принимают участие различные орбитали, энергия которых отличается не очень сильно, то их можно заменить равным числом одинаковых орбиталей, называемых гибридными (т. е. смешанными). Этот метод приближенного объяснения сложных явлений получил широкое применение. Он представляет собой математический прием, пользуясь которым вычислили волновые функции гибридных орбиталей, принимая, что они 1) эквивалентны между собой 2) обеспечивают наибольшее перекрывание с другими орбиталями (т. е. дают наиболее прочные связи) и 3) максимально удалены друг от друга в пространстве. Наименование валентных орбиталей в молекуле метана зр " (эс-пэ-три). Измерения показали, что между яр -связями всегда образуются углы, которые равны (или близки) углам тетраэдра, т. е. 1р9°28, [c.29]

Таким образом, мы получили три типа эквивалентных гибридных орбиталей, образуемых АО 5- и типа. Следует ясно осознавать, что гибридизация орбиталей не является каким-либо реальным физическим эффектом, действительно включающим возбуждение электронов с 5-+/>-переходами. Это лишь удобный математический прием, позволяющий без прямых вычислений достаточно надежно воспроизвести форму ЛМО сложной молекулы в тех случаях, когда эта ЛМО хорошо локализована на связи. Направленность гибридных АО дает ключ к пониманию геометрической формы молекул, а также ряда их важных стереохимических особенностей. Рассмотрим несколько характерных примеров. [c.391]

Гибридизация - комбинация ( смешивание ) атомных орбиталей разного типа, вследствие чего образуется набор эквивалентных (равноценных) гибридных орбиталей. [c.372]

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]

Если из 5- и р-орбиталей образуются гибридные совершенно эквивалентные орбитали, то каждая из них должна иметь определенную долю характера -орбитали и определенную долю характера р-орбитали, причем размер доли зависит от числа р-орбиталей, вступающих в гибридизацию. При гибридизации одной 5- с одной р-орбиталью доля каждой из них в двух гибридных р-орбиталях составляет /г- При гибридизации одной - с двумя р-орбиталями ее доля в трех гибридных р -орбиталях составляет /з- четырех [c.56]

Если из 8- и р-орбиталей образуются гибридные совершенно эквивалентные орбитали, то каждая из них должна иметь [c.69]

Для сопряженных систем обычным является а -п-описание их геометрии. Как можно описать строение молекул этилена и ацетилена при помощи эквивалентных гибридных орбиталей [c.44]

Перекрывание электронных облаков атома углерода и четырех атомов водорода осуществляется в направлении осей гибридных орбиталей, причем образуются четыре эквивалентные а-свя-зи. Интересно отметить, что такая интерпретация была предложена еще в 1874 г. Ле Белем и Вант-Гоффом. Устойчивость этой конфигурации обусловлена тем, что при образовании четырех связей С — Н (рис. 33) электронные облака связанных электронов максимально удалены друг от друга. [c.67]

В отличие от рассмотренных металлов, следующий элемент третьего периода—кремний образует ковалентный кристалл, в котором связи образованы четырьмя эквивалентными 5р -гибридными орбиталями третьего слоя, образующими единую 5р -гибридную валентную зону. Все связываюш.ие орбитали в кристалле кремния заселены электронными парами, т. е. валентная зона полностью занята. Электроны этой зоны локализованы на своих энергетических уровнях и перемещаются внутри зоны, другими словами, участвовать в электрической проводимости не могут. [c.86]

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]

Чтобы структура валентных связей для СН4 соответствовала четырем эквивалентным СН-связям, четыре электронные орбитали, служащие для образования связей парами электронов, должны быть эквивалентны. Можно образовать комбинации 25-орбитали и трех 2р-орбиталей, удовлетворяющие этому свойству. Такие комбинации называются гибридными орбиталями, в нашем конкретном случае — зр -гибридами. [c.300]

Один из первых значительных успехов в объяснении существования октаэдрических комплексов был достигнут, когда Полинг в 1931 г. показал, что набор из шести 5-, р- и -орбиталей может быть гибридизован аналогично тому, как осуществляется зр - или 5р"-гибридизация при этом образуются шесть эквивалентных орбиталей, направленных к вершинам октаэдра. Для такой гибридизации могут использоваться валентные 5-орбиталь и три р-орбитали, а также 2 2- и ,2-орбитали, расположенные (по энергии) непосредственно под или над валентными 5- и р-орбиталями центрального атома. Указанные -орбитали выбраны потому, что их области максимальной плотности ориентированы вдоль шести осевых направлений октаэдра, подобно трем р-орбиталям. Возникающие в результате шесть октаэдрически ориентированных орбиталей называются "хр - или sp" "-гибридными орбиталями в зависимости от того, меньше на единицу главное квантовое число -орбиталей, чем у и р-орбиталей, или же совпадает с их главным квантовым числом. [c.225]

Как правило, из-за взаимного отталкивания эквивалентные орбитали располагаются как можно дальше друг от друга так, две р-орбитали образуют угол 180°. Это означает, что молекула Hg l2, например, должна быть линейной (в отличие от НдО) так и есть на самом деле. Такого вида гибридизацию называют дигональной. р-Гибридная орбиталь образует более прочную ковалентную связь по сравнению как с 5-, так и с р-орбиталью, поскольку она дальше, чем эти орбитали, вытянута в пространстве в направлении орбитали другого атома и потому обеспечивает большее перекрывание. Хотя переход б5-электрона в состояние 6р требует затраты энергии, выигрыш в энергии связи более чем компенсирует эту затрату. [c.20]

В этом случае образуются три эквивалентные гибридные орбитали, каждая из которых называется хр -орбиталью (тригональ-ная гибридизация). Такой способ обозначения гибридных орбиталей, возможно, не самый лучший, так как негибридные орбитали обозначают одной буквой, но следует помнить, что/саж5г//о из трех орбиталей называют Эти орбитали показаны [c.21]

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]

Таким образом, мы получили три типа эквивалентных гибридных орбиталей, образуемых АО 5- и р-типа. Следует ясно осознавать, что гибридизация орбиталей не является каким-либо реальным физическим эффектом, действительно включающим возбуждение электронов с 5->р-переходами. Это лишь удобный математиче- [c.145]

Эквивалентность гибридных орбиталей сохраняется в связях с идентичными атомами, как, например, для четырех sp -орбиталей со стороны атома углерода в СН<. Однако те же 5р -гибридные АО, используемые атомом углерода в H3 I, [c.60]

Эквивалентность гибридных орбиталей сохраняется в связях с идентичными атомами, как, например, для четырех sp -орбиталей со стороны атома углерода в СН . Однако те же зр -гибридные АО, используемые атомом углерода в H3 I, неэквивалентны, так как атом углерода образует более прочную связь с атомом хлора, чем с каждым из трех атомов водорода. Кгис доказано экспериментально, в этой молекуле углы Н — С — Н не точно равны углам Н — С — С1, однако все эти углы близки к 109°, и рассмотрение четырех АО, используемых углеродом для связей, как sp -гибридных, и в этом случае является хорошим приближением. [c.75]

Известны два подхода к теоретическому объяснению формы молекулы. Первый из них базируется на теории отталкивания валентных электронных пар атомов и связан в основном с именем Р. Гиллепси. Второй подход основывается на применении корреляционных диаграмм орбитальная энергия — валентный угол при учете свойств гибридных орбиталей и полном пренебрежении взаимодействий ядер и электронов. Обе концепции физически эквивалентны, но подход, используемый Гиллепси, более нагляден и чаще применяется. [c.143]

Таким образом, в полной волновой функции, имеющей вид определителя Слэтера, возможно преобразование орбиталей (без изменения всей функции) и лереход к системе эквивалентных орбиталей, порождающих, в свою очередь, систему гибридных орбиталей для каждого центра в зависимости от симметрии его окружения. Эквива- [c.356]

Как показали конкретные численные расчеты множества молекул, все эти критерии локализации приводят к весьма близким результатам, которые кратко сводятся к следующим. Орбитали действительно получаются локализованными, относясь в основном к одному, двум либо трем центрам для соседних (ближайших по межъя-дерному расстоянию) центров такие локализованные орбитали могут быть соотнесены со связевыми орбиталями, в которых с максимальными весами фигурируют атомные орбитали двух соседних центров, с остовными атомными орбиталями и с орбиталями неподелен-ных пар, т.е. гибридными орбиталями, образованными атомными орбиталями валентных оболочек атома. Для ненасыщенных соединений, например алкенов, двойной связи отвечают две эквивалентные (или почти эквивалентные) локализованные орбитали (см. рис. 7.3.1), представляющие собой линейную комбинацию а- и л -орбита-лей того локализованного фрагмента молекулы, который включает двойную связь тройной связи отвечают три локализованные и экви- [c.359]

Молекулярные орбитали, входящие в состав одно конфигурационной функции, можно линейным преобразованием свести к локализованным орбиталям, включающим лишь атомные орбитали, относящиеся к небольшому числу центров (все остальные базисные функции, если и входят в заданную локализованную орбиталь, то с малыми весами). Как правило, локализованные орбитали включают функции лишь одного или двух соседних центров. Так, при использовании минимального базиса атомных орбиталей молекулярные орбитали метана, отвечающие электронной конфигурации о11а 1/, основного состояния, могут быть сведены к следующим локализованным остовная 15-орбиталь углерода и 4 локализованных эквивалентных орбитали, каждая из которых включает одну зр -гибридную орбиталь углерода и 15-орбиталь соответствующего атома водорода, т.е. 4 двухцентровые орбитали, которые соотносят с четырьмя связями С-Н, хотя, конечно, такое соотнесение весьма условно. В то же время для молекулы Н3 при геометрической конфигурации ядер в вершинах правильного треугольника основной электронной конфигурацией является Ха , причем орбиталь а в [c.468]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология