"Теория Гибридизации"

ВВЕДЕНИЕ

Химическая гибридизация – это «микс» из атомных орбиталей, понятие ввел химик Лайнус Полинг в 1931 году для покрытия теории несовершенств валентной связи (ТНВ). К ее недостаткам относятся: молекулярная геометрия и длины эквивалентные связи в молекулах, такие как метан (СН4). [1]В соответствии с ТНВ в метане формы атомных орбиталей С четырех связей четыре атома H. 2р-орбитали, с формами ∞ (нижней) части C расположены перпендикулярно друг к другу, так что Н должны быть отделены друг от друга под углом 90 °.Кроме того, 2s-орбиталь (сферическая) связывается с С 1s орбиталью Н под углом 135° по отношению к другим трем Н. Однако, экспериментально установлено, что углы в CH4 109,5º и что, кроме того, длины связей C-H эквивалентны.Чтобы объяснить это, необходимо рассмотреть комбинацию исходных атомных орбиталей для формирования четырех вырожденных гибридных орбиталей (равной энергии). Гибридизованные орбитали похожи на те, от атомных орбиталей, которых они образованы. Они также показывают смесь электронных их характеристик.

ГИБРИДИЗАЦИЯ SР3sp3-гибридизация – гибридизация, в которой участвуют атомные орбитали одного s- и трех p-электронов.Четыре sp3-гибридные орбитали симметрично ориентированны в пространстве под углом 109°28'.Пространственная конфигурация молекулы, центральный атом которой образован sp3-гибридными орбиталями – тетраэдр.Тетраэдрическая пространственная конфигурация молекулы, центральный атом которой образован sp3-гибридными орбиталями:Примеры соединений, для которых характерна sp3-гибридизация: NH3, POCl3, SO2F2, SOBr2, NH4+, H3O+. Также, sp3-гибридизация наблюдается во всех предельных углеводородах (алканы, циклоалканы) и других органческих соединениях: CH4, C5H12, C6H14, C8H18 и др. Общая формула алканов: CnH2n+2. Общая формула циклоалканов: CnH2n. В предельных углеводородах все химические связи одинарные, поэтому между гибридными орбиталями этих соединений возможно только σ-перекрывание. [3]Образовывать химическую связь, т.е. создавать общую электронную пару с «чужим» электроном от другого атома, могут только неспаренные электроны. Неспаренные электроны при записи электронных формул находятся по одному в клетке-орбитали.Атомная орбиталь — это функция, которая описывает плотность электронного облака в каждой точке пространства вокруг ядра атома. Электронное облако — это область пространства, в которой с высокой вероятностью может быть обнаружен электрон.Для согласования электронного строения атома углерода и валентности этого элемента пользуются представлениями о возбуждении атома углерода. В нормальном (невозбужденном) состоянии атом углерода имеет два неспаренных 2р2-электрона. В возбужденном состоянии (при поглощении энергии) один из 2s2-электронов может переходить на свободную р-орбиталь.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

Полинг Л. Природа химической связи / Пер. с англ. М. Е. Дяткиной. Под ред. проф. Я. К. Сыркина. — М.; Л.: Госхимиздат, 1987.Полинг Л. Общая химия. Пер. с англ. — М.: Мир, 1994.Минкин В. И., Симкин Б. Я., Миняев Р. М. Теория строения молекул. — Ростов-на-Дону: Феникс, 1997. Гиллеспи Р. Геометрия молекул / Пер. с англ. Е. З. Засорина и В. С. Мастрюкова, под ред. Ю. А. Пентина. — М.: Мир, 1995. Шрайвер Д., Эткинс П. Неорганическая химия т.1,2. – М.: Мир, 2008.