Гибридизация орбиталей валентные углы

При образовании сг-связей в данном случае осуществляется 5р-гибридизация орбиталей, валентный угол составляет 180 С. [c.310]

Наличие в молекуле аммиака или в ионе аммония, а также в молекулах метана и воды четырех равноценных гибридных орбиталей (вр -гибридизация) предопределяет их равномерное взаимное расположение в пространстве по направлениям от центра молекулы к вершинам описанного тетраэдра независимо от соотношения между участвующими в образовании связи незанятыми орбиталями. Из-за слабого отталкивания, существующего между орбиталями, участвующими в образовании связи, и незанятыми орбиталями, валентный угол изменяется от 109°28 в молекуле метана (все четыре гибридные орбитали участвуют в образовании связи) до 107°18 в молекуле аммиака (одна орбиталь из четырех не занята) и до 104°30 в молекуле воды (не заняты две орбитали из четырех) 1). [c.36]

Как уже указывалось на стр. 132, атом кислорода в молекуле воды находится в состоянии хр -гибридизации. Поэтому валентный угол НОН (104,3°) близок к тетраэдрическому (109,5°). Электроны, образующие связи О—Н, смещены к более электроотрицательному атому кислорода. В результате атомы водорода приобретают эффективные положительные заряды, так что на этих атомах создаются два положительных полюса. Центры отрицательных зарядов неподеленных электронных пар атома кислорода, находящиеся на гибридных 5р -орбиталях, смещены относительно ядра атома и создают два отрицательных полюса (рис. 71). [c.199]

Азот образует стабильные соединения, в которых он связан одной, двумя, тремя или четырьмя связями с другими атомами. Внешний электронный слой атома азота в основном состоянии имеет конфигурацию 2з 2р . Когда азот связан с одним атомом, ьак в молекуле N2 или в нитрилах, связи образуются в основном чистыми р-орбиталями. Валентный угол азота, связанного с двумя атомами, часто близок к 120° (например, в с ,ил1-триа-зинах и фосфазенах), что указывает на участие хр -орбиталей в образовании а-связей. Угол Н—Ы—И в аммиаке равен 116°, и это свидетельствует о том, что наряду с 2рх-, 2ру и 2рг-орбита-лями (угол 90°) при образовании связей существенный вклад вносят и 5р2-орбитали (угол 120°). Четырехвалентный азот, как и следовало ожидать, обладает тетраэдрической конфигурацией, для которой характерна хр -гибридизация. [c.39]

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]

Если считать, что ковалентные связи в молекуле ЫНз образованы за счет участия трех р-электронов атома азота, то валентный угол между ними должен быть равным 90°. Однако он составляет 107°3, рис. 11.13. Это означает, что связи N—Н в молекуле ЫНз образованы не за счет чистых р-орбиталей атомов водорода и азота, а за счет орбиталей, претерпевших хр -гибридизацию и подвергшихся действию сил отталкивания неподеленной пары электронов. [c.46]

Важными характеристиками ковалентной связи, влияющими на свойства вещества, являются длина, энергия, насыщаемость, направленность, полярность, поляризуемость связи, валентный угол, гибридизация орбиталей. [c.65]

Определите взаимосвязь между такими параметрами, как направленность связи и гибридизация орбиталей, направленность связи и валентный угол, энергия связи и полярность, энергия связи и гибридизация орбиталей [c.71]

Конфигурацию молекулы воды также можно представить, исходя из sp -гибридизации орбиталей атома кислорода. В этом случае полностью заполненными окажутся дне sp -орбнтали. Вследствие sp -гибридизации угол между валентными связями в молекуле воды также близок к тетраэдрическому (104,5°) (рис. 23,6). [c.109]

Атом азота в основном состоянии может также вступать в одну ст-связь (р,-электрон) и две я-связи (ру- и Рг), как, например, в нитрилах К—. Валентный угол 180° определяет 5р-гибридизация атома углерода. Атом азота может расширить валентность до четырех, когда, кроме трех ковалентных ст-связей за счет р -электронов, он образует еще одну донорно-акцепторную связь. При этом 2я -электронная пара взаимодействует с вакантной орбиталью акцептора этой пары (Н , катионы М , многие молекулы) [c.48]

При образовании молекул воды также имеет место гибридизация атомных орбиталей кислорода, но валентный угол отличается от тетраэдрического (104,5° вместо тетраэдрического 109,5°). Это связано с неравноценностью состояния электронов, окружающих атом кислорода в молекуле воды. Изобразим формулы метана и воды по Льюису [c.25]

Любой атом углерода, имеюш ий четыре одинарные связи, имеет тетраэдрическое расположение связей, и, следовательно, валентный угол X — С—X (X = Н, Г, С1, Вг и т. д.) в соответствуюш их молекулах всегда равен 109°28. Так, например, на рисунке 3.3 изображена молекула этана, в которой оба атома С имеют тетраэдрическое расположение связей. Теоретическое обоснование структуры подобных молекул впервые было предложено Л. Полингом на базе гибридизации атомных орбиталей — в данном случае в атоме углерода реализуется 8р -гибридизация (см. также следуюш ую задачу). [c.34]

Угол между связями (валентный угол) является свойством двух связей одного общего атома и должен рассматриваться как свойство этого атома Согласно теории гибридизации Полинга - Слейтера валентный угол определяется характером гибридных орбиталей для вр -гибридных он равен 109,5°, вр -гибридных — 120°, вр-гибридных— 180° И наоборот, по величине валентного угла можно судить [c.76]

Эти структуры линейны. В случае р -структ фы можно, предвидеть, что валентный угол будет равен 90° (1,571 рад), что отвечает углу между двумя р-орбиталями, однако наблюдаемые углы по величине превосходят это значение, что свидетельствует о вкладе в гибридизацию з-орбитали. [c.66]

В этилене из четырех валентных электронов атома углерода гибридизован один 5-электрон и два р-электрона, поэтому углерод при двойной связи находится в состоянии хр -гибридизации. Оси трех эквивалентных гибридных орбиталей расположены в одной плоскости под углом 120°. В соответствии с принципом максимального перекрывания все атомы в этилене располагаются в одной плоскости и валентный угол должен также составлять 120°, что согласуется с экспериментальными данными. Таким образом, каждый этиленовый атом углерода образует Зст-связи за счет гибридных орбиталей (рис. 31). [c.54]

Для атома X, который за счет своих р-орбиталей образует две а-связи с водородом, угол Н — X — Н, как можно ожидать, должен оказаться равным 90° (рис. 5-8). Орбитальные представления оказываются при этом содержательнее, чем структуры Льюиса, поскольку они привносят концепцию направленности связей и дают возможность предсказать углы между связями. Рассуждая прямолинейно, можно было бы впасть в преувеличение и решить, что, поскольку в атомах элементов второго периода периодической системы, образующих обычные органические соединения, имеются только 8- и р-орбитали, все валентные углы в таких соединениях будут либо неопределенными (для случая -орбиталей, обладающих сферической симметрией), либо равными 90° (р-орбитали). Эта дилемма была разрешена благодаря введению понятия гибридизации орбиталей, как будет описано ниже. [c.127]

Вернемся к рассмотрению структуры молекулы воды. При ее образовании происходит хр -гибридизация атомных орбиталей кислорода. Именно поэтому валентный угол НОН в молекуле НгО 104,5 ) близок не к 90°, а к тетраэдрическому углу (109,5°). Небольшое отличие этого угла от 109,5° можно понять, если принять во внимание неравноценность состояния электронных облаков, окружающих атом кнслорода в молекуле воды. В самом деле, в молекуле метана (I) [c.132]

Спектроскопические исследования свободного радикала ННг приводят к следующим результатам. В основном состоянии молекула изогнута, угол между связями 130°20. В первом возбужденном электронном состоянии молекула имеет линейное строение. Согласно теории валентных связей, такую геометрию молекулы можно объяснить, учитывая характер орбиталей центрального атома, которые используются для образования связи. Исходя из предположения, что при возбуждении происходит переход одного электрона с квантового уровня п = 2 на уровень п = 3, а самая низкая связывающая орбиталь азота (25) остается при этом полностью заполненной, разместите семь валентных электронов молекулы по атомным орбиталям азота (для этого придется прибегнуть к гибридизации орбиталей) таким образом, чтобы можно было объяс-иить экспериментально наблюдаемую геометрию радикала КНг . [c.479]

При образовании молекулы метана у атома углерода подвергались гибридизации орбитали одного s- и трех р-электронов и образовались четыре одинаковые гибридные орбитали (рис. 1.15). Такая гибридизация называется 5р -г и б р и д и з а-ци ей (читается эс, пэ три гибридизация). Валентный угол между осями гибридных орбиталей составляет 109° 28. В результате перекрывания четырех гибридных sp -орбиталей атома углерода и s-орбиталей четырех атомов водорода образуется прочная молекула метана с четырьмя эквивалентными связями (рис. 1.16). [c.62]

Для предсказания строения молекул использовалось правило (2), по которому связи центрального атома расходятся в пространстве таким образом, чтобы взаимное отталкивание валентных электронных пар было минимальным (валентный угол равен 180° — при двух связях, 120° — при трех, 109,5° — при четырех и т. д.). Модель отталкивания электронных пар (модель Гиллеспи) постулирует это явление как альтернативу понятия о гибридизации атомных орбиталей. [c.149]

О гибридизации орбиталей позволяет сделать вывод что 5- и р-орбитали одного атома могут образовать две более прочные ковалентные связи, если они комбинируются, образуя две новые орбитали, называемые р-гибридными орбиталями (рис. 5-13). Каждай 5р-гибридная орбиталь обладает способностью к перекрыванию выражаемой величиной 1,93, тогда как для чистой 5-орбиталй она по определению принимается равной единице, а для чистой р-орбитали равна УЗ. Можно ожидать, что в случае связей, образованных зр-гибридной орбиталью, валентный угол будет равен 180°. [c.159]

В молекуле H3N валентный угол близок к тетраэдрическому, т. е связи N—Н образованы электронами sp -гибридных орбиталей. В мо лекуле л<е Нз8Ь s-электроны атома Sb участия в sp -гибридизации прак тически не принимают, т. е. связи Sb—Н образованы за счет чистых р-электронов. Аналогичным образом объясняется с этих позиций изме нение валентных углов в ряду НаО (104,5°)—HjS (92°)—HaSe (91°)— НаТе (90°). [c.76]

Прп образопанни молекулы аммиака также происходит sp -гибридизация атомны. орбиталей центрального атома (азота). Именно поэтому валентный угол HNH (107,3°) близок к тетраэдрическому. Небольшое отличие этого угла от 109,5° объясняется, как и в молекуле воды, асимметрией в распределении электронных облаков вокруг ядра атома азота из четырех электронных пар три участвуют в образовании связей N-Н, а одна остается неподеленной. [c.138]

Валентные углы О—Si—О, т. е. углы внутри тетраэдра, определяются тетраэдрической пространственной конфигурацией центрального атома и равны 109°. Валентный угол 51—0—51, т. е. угол между двумя тетраэдрами, изменяется в широких пределах — от 120 до 180°, что обусловлено действием сил отталкивания несвязывающих пар электронов и различными типами гибридизации орбиталей кислорода. [c.27]

В молекуле воды угол между связями О—Н равен не 90°, как это можно было ожидать, исходя из угла между осями двух р-орбиталей атома кислорода, а приближается к тетраэдрическому (109,5°) и составляет 104,5°. Вероятно, это можно объяснить зр -гибридизацией (см. гл. 3 3.4) четырех атомных орбиталей кислорода, две из которых содержат неподеленные электронные пары, и, не являясь связывающими, лишь искажают валентный угол И—О—Н. sp -Гиб-ридизация, как отмечалось ранее, способствует более полному перекрыванию гибридной орбитали с орбиталью другого атома и, следовательно, упрочняет связь, что приводит к понижению внутренней энергии системы. Из-за sp -гибридизации всех орбиталей азота и в молекуле аммиака угол Н—N—Н близок к тетраэдрическому и равен 106,5°. Такими углами между полярными связями и значениями электрических моментов их диполей (1,51 10-2 для О—Н и 1,31 10 29Кл м для N—Н ) можно объяснить значения электрических моментов 1,84 10 2 Кл м для молекулы HjO и 1,46 х X 10 2 Кл м для молекулы NH3. [c.116]

При зр-гибридизации остаются неизменными, например, орбитали Ру и р , а смешиваются р и -орбитали. В результате получаются две эквивалентные орбитали, направленные под углом 180° по отношению друг к другу (рис. 14). Если в гибридизации участвуют АО, ориентированные в одной плоскости, гибридные орбитали не могут выйти из этой плоскости. Поэтому при гибридизации йзр , если й-и обе р-орбитали лежат в одной плоскости (например, р и Ру,) то четыре гибридные орбитали направлены к вершинам плоского квадрата. Валентный угол равен 90°. В некоторых случаях можно определить набор гибридизующихся орбиталей после исключения орбиталей, используемых на образование я-связи. Например, в молекуле С2Н4 каждый атом углерода отдает одну р-орбиталь на образование я-связи, остальные валентные орбитали углерода вступают в зр2-гибридизацию. В ацетилене два атома углерода соединены а-связью за счет гибридных р-ор-биталей и двумя я-связями. [c.32]

Модель гибридизации атомных орбиталей. Обычно химические связи образуются за счет электронов разных энергетических состояний атома. Так, у атомов бериллия (2я22р ), бора (2з 2р ) и углерода (2з 2рЗ) в образовании связей одновременно принимают участие как э-, так и р-электроны. Несмотря на различие форм исходных электронных облаков, связи, образованные с их участием, оказываются равноценными и расположенными симметрично. В молекулах ВеСЬ, ВС1з и ССЦ, например, валентный угол С1ЭС1 равен 180°, 120° и 109°28 соответственно [c.83]

Молекула О2 образует с Ре(П) а-связь посредством гибридной р -орбитали. Гибридизация окупается образующейся химической а-связью. / 2-гибридизация обусловливает связевой угол ППРе-Ог в 120° к плоскости порфирина. Пара валентных электронов, которые в молекуле О2 не спарены и занимают несвязывающие ф -орбитали в результате а-координации спариваются, занимая связывающую -орбиталь. [c.287]

Для правильного понимания строения дегидробензола необходимо иметь в виду, что при / -гибридизации двух атомов углерода, связанных тройной связью, валентный угол должен быть равен 180 Это означает, что эти два атома углерода и два атома углерода, непосредственно с ними связанные, должны бьггь расположены линейно. В щестичленном цикле дегидробензола по геометрическим соображениям это невозможно. Поэтому вторая л-связь тройной связи дегидробензола, лежащая в плоскости кольца дегидробензола, может образоваться только за счет пере-1фывания -гибридных орбиталей соседних атомов углерода. При боковом перекрывании хр -орбиталей (находящихся в плоскости [c.577]

Молекула диоксида углерода линейная это отвечает sp-гибри-дизации атомных орбиталей углерода. Помимо а-связей, валентный угол между которыми для молекулы СО2 равен 180°, здесь осуществляется и It-связывание углерод—кислород, которое приводит к упрочнению молекулы. Молекула диоксида серы угловая тип гибридизации атомных орбиталей серы — sp . Один из углов незавершенного треугольника, отвечающего данному типу гибридизации, занимает неподелен- [c.63]

Изучение алициклов и в особенности циклопропана способствовало введению в квантовую химию органических соединений очень важного разграничения между межатомным расстоянием и длиной связи , т. е. линией, проходящей через максимум плотности электронных облаков, образующих связь. Впервые положение Полинга о том, что направление связи совпадает с максимальным перекрыванием гибридных орбит валентных электронов, подвергли пересмотру Килпатрик и Спитцер в 1946 г. В 1947 г, и более обстоя-л ельно в 1949 г. Коулсон и Моффит, анализируя электронное строение и геометрию циклопропана, предложили модель, в которой гибридизация орбиталей такова, что две из четырех орбиталей атома углерода в плоскости кольца составляют угол около 106° и, так как они направлены навстречу друг другу, то связи С—С могут быть представлены как изогнутые. Поэтому длина связи С—С в цикло-нропане должна быть короче, чем в этане, что и согласуется с экспериментом. Более сдожый расчет (с включением коэффициента Я, СМ- ниже 4) привел авторов к значению угла НСН в циклопропане примерно ИЗ , что также близко к экспериментальному. [c.83]

Однако невозможно изменить валентный угол ССС, не изменяя одновременно гибридизацию орбиталей углеродного атома, направленных в сторону атома кислорода. При валентном угле, меньшем 120°, содержание s-компоненты в этой орбитали должно было бы увеличиваться и соответственно длина связи СО должна была бы уменьшаться. Многие химики предпочитают интерпретировать изменения v O при изменении размеров цикла именно с этой точки зрения. Хелл и Збинден [36] составили таблицы многочисленных данных для циклических систем, на основании которых пришли к заключению, что наблюдаемые значения частот довольно хорош о коррелируются с величинами скоростей гидролиза и что изменение гибридизации является основным фактором в изменении частот. Дешемпс [37] пришел к аналогичному выводу, сравнивая значения v O фульвеновых кетонов с порядком связи, вычисленным по методу ЛКАО , хотя он указал также на некоторые расхождения, которые не могут быть объяснены с помощью этого метода. [c.144]

Степень связи между симметричным и антисимметричным валентными колебаниями явно является функцией валентного угла группы 0=5=0. Связь колебаний была бы максимальной, если бы угол составлял 180°, и полностью исчезла бы, если бы угол уменьшился до 90°Так как валентный угол связан также с гибридизацией орбиталей атомов серы и кислорода, то можно предполагать, что существует также некоторая зависимость между частотами и валентными углами 0=5=0. Это действительно так, и Джиллеспай п Робинсон [33] показали, что существует приблизительно линейная зависимость между vSO (средней) и валентным углом 0=5=0. Они использовали полученное соотношение для определения значений валентных углов в тех соединениях, для которых эти значения были не известны. Имеется также определенная связь между разностью частот двух полос и валентным углом, но нет достаточного количества надежных данных о валентных углах, чтобы можно было проверить, дает ли этот последний метод лучшие результаты, чем соотношение Джиллеспая и Робинсона. [c.244]

На энергию связи также может оказывать влияние изменение гибридизации, что находит свое отражение в изменении соответствующих валентных углов (табл. 3). Для соединений фосфора типичен валентный угол Ю0 1° (угол Р—О—Р в РЮе равен 99°, а угол Р—S—Р в PiSe—100°). В РНз величина угла близка к теоретическому значению для связи, образованной р-электронами, а величина валентных углов в других соединениях указывает, вероятно, на некоторое участие s-орбиталей в образовании связей. В противоположность этому для соединений азота характерен угол 106-—108°, т. е. он близок к тетраэдрическому. Следовательно, в соединениях трехвалентного азота его связи приближаются к sp -связям и электроны уже возбуждены в валентное состояние с некоторым s-характером. [c.22]

Здесь не рассматриваются молекулы типа Н2О, атом О которой хотя и находится в хр -гибридизации, но число парнеров по связям меньше четырех. Валентный угол Н—О—Н не будет уже строго тетраэдрическим (он равен 104,5°), в нем как бы усилен р-характер (т. е. наблюдается уменьшение угла от тетраэдрического 109,5° к 90°, характерного для расположения в пространстве чистых р-орбиталей). Подробное обсуждение таких частиц проведено в разд. 6. Отметим только, что при линейной комбинации X- и р-орбиталей гибридная функция Ф = = йТ а + Ь р не содержит ограничений по коэффициентам а и Ь, т. е., например, коэффициент а не равен точно значениям 50, 33 или 25%, отвечающим х-вкладу в хр-, и хр -гибридные орбитали. Для молекулы воды значение а равно 20 % (вместо 25% при 5р -гибридизации), что вполне приемлемо остальные 80 % соответствуют вкладу р-орбиталей. [c.101]

Следует иметь в виду, что модель Льюиса не несет информации о валентном угле О—С—О в молекуле. 2) Выбирают такой валентный угол, при котором валентные электроны центрального атома (для СО2 — атома углерода) разобщены в пространстве настолько далеко, насколько возможно. Наличием л-свя-зей пока можно пренебречь, так как они образуются после с-СБЯзей. В молекуле диоксида углерода возможны две а-связи при отсутствии несвязывающих электронов на атоме углерода. Предпочтительной ориентацией для а-связей будет расположение валентных электронных пар на противоположных сторонах атома углерода. Для этого требуется допустить такой тип гибридизации 25- и 2рг-орбиталей атома углерода, при котором образуется линейная молекула с углом между связями 180°. 3) Затем формируют л-связи, необходимые для завершения электронного спаривания в молекуле. В молекуле диоксида углерода для этого используются Рх- и р -орбитали атома углерода. [c.147]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология