Конспект Гибридизация в молекудах неорганических веществ

Предпросмотр материала:

Гибридизация в молекудах неорганических веществ.

Для начала вспомним, что гибридизация орбиталей — процесс смешения разных (s, p, d, f) орбиталей центрального атома многоатомной молекулы с возникновением одинаковых орбиталей.

Сущность гибридизации валентных атомных орбиталей была предложена американским химиком Лайнусом Полингом в 1931 г. , отвечая на вопрос, почему при наличии у центрального атома разных (s, p, d) валентных орбиталей, образованные им связи в многоатомных молекулах с одинаковы-ми структурами оказываются эквивалентными по своим энергетическим и пространственным характеристикам.

В 1954 году Нобелевский комитет удостоил Л.Полинга премии по химии «За изучение природы химической связи и его применение к объяснению строения сложных молекул». В 1958 году Л. Полинг развил теорию изогнутой химической связи, учитывающую кулоновское отталкивание электронов. По этой теории двойная связь описывалась как комбинация двух изогнутых химических связей, а тройная связь как комбинация трёх изогнутых химических связей.

Этот принцип нашёл отражение в теории отталкивания электронных пар Гиллеспи — Найхолма, первое и наиболее важное 1 правило которое формулировалось следующим образом: «Электронные пары принимают такое расположение на валентной оболочке атома, при котором они максимально удалены друг от друга, т.е электронные пары ведут себя так, как если бы они взаимно отталкивались». 2 правило состояло в том, что «все электронные пары, входящие в валентную электронную оболочку, считаются расположенными на одинаковом расстоянии от ядра.

Каждому типу гибридизации соответствует строго определённая пространст-венная ориентация гибридных орбиталей центрального атома, что позволяет её использовать как основу стереохимических представлений в неорганической химии.

Гибридизация в молекудах неорганических веществ., изображение №1

Гибридизация в молекудах неорганических веществ., изображение №2

1 из 2

Рассматривая процесс образования ковалентной химической связи, часто применяют понятие: гибридизация атомных орбиталей. Гибридизация атом-ных орбиталей связана с квантово-химическим процессом перестрой-ки. Орбитали в сравнении с исходными атомами имеют иное строение. Суть гибридизации заключается в том, что тот электрон, который располагается рядом с ядром связанного атома, определяется не конкретной атомной орбиталью, а их совокупностью.

Как видно из таблицы выше, такой тип гибридизации, как SP, представляет собой линейную структуру, угол между связями составляет 180 градусов. Примером молекулы с подобным вариантом гибридизации является BeCl2.

Гибридизация в молекудах неорганических веществ., изображение №3

Такой же тип гибридизации в соединениях: C2H2, ZnCl2, BeH2, CO2 (O=C=O), NO2+ (O=N+=O).

Следующий тип гибридизации – SP2. Молекулы характеризуются треугольной формой, угол между связями составляет 120 градусов. Типичным примером такого варианта гибридизации является BCl3.

Гибридизация в молекудах неорганических веществ., изображение №4

Гибридизация в молекудах неорганических веществ., изображение №5

Гибридизация в молекудах неорганических веществ., изображение №6

Гибридизация в молекудах неорганических веществ., изображение №7

1 из 4

Такой же тип гибридизации в соединениях: BH3, BF3, C2H4, AlCl3, некоторые органические соединения, NO3—, CO3 2-.

Тип гибридизации SP3 предполагает тетраэдрическое строение молекулы, типичным примером вещества с данным вариантом гибридизации является молекула метана CH4. Валентный угол в таком случае составляет 109 градусов 28 минут.

Гибридизация в молекудах неорганических веществ., изображение №8

SP3 — гибридизация проявляется и в ионах: NH4+, SO4 2-, PO4 3-, BF4-, ClO4—, и, в соли SnCL4.

Гибридизация в молекудах неорганических веществ., изображение №9

Гибридизация в молекудах неорганических веществ., изображение №10

Гибридизация в молекудах неорганических веществ., изображение №11

1 из 3

В гибридизации принимают непосредственное участие не только парные электроны, но и неразделенные пары электронов.

К примеру, в молекуле воды между атомом кислорода и атомами водорода существуют две ковалентные полярные связи. Кроме того, сам атом кислорода обладает двумя парами внешних электронов, которые не принимают участия в создании химической связи. Эти 4 электронные пары в пространстве занимают определенное место вокруг кислородного атома. Так как все они обладают одинаковым зарядом, в пространстве они отталкиваются, электронные облака находятся друг от друга на существенном расстоянии.

Гибридизация в молекудах неорганических веществ., изображение №12

Тип гибридизации атомов в данном веществе предполагает изменение формы атомных орбиталей, происходит их вытягивание и выстраивание к вершинам тетраэдра. В результате молекула воды приобретает угловую форму, между связями кислород-водород валентный угол составляет 104,5

Для того чтобы определить тип гибридизации углерода, можно использовать определённые правила:

— выявляют центральный атом, вычисляют количество σ-связей;

— ставят в частице степени окисления атомов;

— записывают электронную конфигурацию главного атома в требуемой степени окисления;

— составляют схему распределения по орбиталям валентных электронов, спаривая электроны;

— выделяют орбитали, которые принимают непосредственно участие в образовании связи, находят неспаренные электроны (при недостаточном для гибридизации количестве валентных орбиталей применяют орбитали следующего энергетического уровня).

Рассмотрим гибридизацию в молекуле аммиака. Неразделенная пара электронов оказывает влияние на результирующий показатель дипольного момента всей молекулы.

Гибридизация в молекудах неорганических веществ., изображение №13

Атом азота имеет электронную конфигурацию 1s22s22p3 и способен к гибридизации. В валентно-возбуждённом состоянии происходит переход 2s электрона в 2р ячейку с образованием свободной пары электронов.(1s22s2p4). Три sp3- орбитали используются для связи с водородом. На 4-й гибридизи-рованной орбитали атома N находится неподеленная пара электронов.Эта электронная пара отталкивает sp3- гибридные орбитали, и они стремятся принять тетраэдрическую направленность с углом Н-N-H, равным 107º30'.

В азотной кислоте мы можем проследить SP3 — гибоидизацию:

Гибридизация в молекудах неорганических веществ., изображение №14

У атома азота имеется 3 неспаренных р-электрона на внешнем слое, за счет которых он образует с атомами кислорода 3 — сигма связи. За счет неподеленной пары образуется 4 ковалентная связь.

Возможна гибридизация атомных орбиталей, затрагивающая и d-орбиталь:

Гибридизация в молекудах неорганических веществ., изображение №15

 

0%

Конспект Гибридизация в молекудах неорганических веществ

    DOCX

16.09.2020

10415

67

Файл будет скачан в формате:

    DOCX

Автор материала

Фадеева Ольга Владимировна

Фадеева Ольга Владимировна

преподаватель начальных классов

  • На сайте: 8 лет и 6 месяцев
  • Всего просмотров: 74134
  • Подписчики: 4
  • Всего материалов: 43
  • 74134
    просмотров
  • 43
    материалов
  • 4
    подписчиков

Настоящий материал опубликован пользователем Фадеева Ольга Владимировна.
Инфоурок является информационным посредником. Всю ответственность за опубликованные материалы несут пользователи, загрузившие материал на сайт. Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете на материал.

Более 60 ИИ-инструментов для учителей Создавайте презентации, планы уроков, рабочие листы, проверяйте работы учеников и многое другое! Попробовать ИИнфоурок

Курсы по теме

Перейти в каталог курсов

Мини-курсы по теме

Перейти в каталог мини-курсов

Найдите подходящий для Вас курс

Найдите подходящий для Вас курс

В каталоге 7 239 курсов по разным направлениям

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы: