Типы гибридизации и геометрия молекул

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 6

Тип гибридизации	Геометрия молекул	Валентные углы	Примеры
sp	Линейная	180⁰	BeH₂, CO₂, C₂H₂, BO₂^-
sp²	Тригональная	120⁰	AlH₃, AlF₃, SO₃,CO₂^2-, NO₃^-
sp³	Тетраэдрическая	109,5⁰	SiH₄, CCl₄, NH₄⁺, SO₄^2-
sp³d	Тригональная бипирамидальная	90⁰ и 120⁰	PF₅, AsF₅, PCl₅,
sp³d²	Октаэдрическая	90⁰	SF₆, IO₆^5-, SnCl₆^2-

Кроме sр-, sр²- и sр³-гибридизации для центральных атомов s- и p-элементов встречаются другие типы, в которых участвуют d-орбитали того же энергетического уровня.

Пять орбиталей одного энергетического уровня центрального атома (для элементов третьего и последующих периодов), т. е. одна s-АО, три p-АО и одна d-АО, участвуют в sр³d-гибридизации. Оси таких гибридных орбиталей лежат в пространстве под углами 90° и 120°, поскольку они направлены в вершины тригональной бипирамиды.

Шесть орбиталей одного энергетического уровня центрального атома (для элементов третьего и последующих периодов), т. е. одна s-АО, три p-АО и две d-АО, участвуют в sр³d²-гибридизации. Оси гибридных орбиталей лежат в пространстве под углами 90° и направлены в вершины правильного (идеального) октаэдра.

ОБРАЗОВАНИЕ КОВАЛЕНТНОЙ СВЯЗИ ПРИ УЧАСТИИ НЕПОДЕЛЕННЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ ПАР

Образование ковалентной связи можно описать с помощью двух механизмов — равноценного и донорно-акцепторного. Равноценный механизм предполагает, что общая электронная пара (в методе валентных связей) образуется из неспаренных электронов обоих атомов-партнеров по связи. Донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи предполагает, что один из атомов предоставляет для образования связи неподеленную (собственную) пару электронов, а другой атом – вакантную (без электронов) атомную орбиталь. Атом, поставляющий пару электронов в область связывания, — это ее донор, атом, приобретающий часть электронной плотности донорной пары, — акцептор.При образовании ковалентной связи участвующие атомы могут быть, с одной стороны, как нейтральными, так и заряженными, с другой стороны — как свободными, так и уже связанными (т. е. входящими в состав молекул).

После образования связи по донорно-акцепторному механизму уже нельзя указать, какой атом был донором, а какой — акцептором электронной пары.

Пример: Молекула Н₂ со связью Н—Н может образоваться (в рамках метода валентных связей) из двух атомов водорода при обобществлении двух неспаренных электронов (равноценный механизм). Однако тот же результат достигается, если исходными являются заряженные атомы Н^-1 и Н⁺¹. Атом Н^-1 предоставляет для образования связи Н—Н свою неподеленную пару электронов 1s², а атом Н⁺— вакантную 1s-АО (рис. 23).

Рис. 16 Энергетическая диаграмма образования связи в молекуле Н₂, исходя из атомов Н^- и Н⁺

Молекула аммиака МН₃ содержит неподеленную пару электронов у атома азота, молекула воды Н₂О также имеет неподеленные пары у атома кислорода. Вместе с активным акцептором — ионом водорода Н⁺ по донорно-акцепторному механизму образуются катионы аммония NН₄⁺, и оксония Н₃О⁺:

Форма молекулы NН₃ (незавершенный тетраэдр) становится полностью симметричной в катионе NН₄ (правильный тетраэдр); симметричность катиона Н₃О⁺ также выше, чем у молекулы Н₂О. В ионах Н₃О⁺ и NН₄⁺ все атомы водорода неразличимы, т, е. уже нельзя указать тот атом водорода, который был до образования связи в виде Н⁺ и служил акцептором электронной пары. Тип гибридизации центральных атомов О (в Н₃О⁺) и N(в NН₄⁺) остается тем же, что был в молекулах Н₂О и NН₃ (sр³-гибридизация).

Кроме того, для образовавшейся по донорно-акцепторному механизму ковалентной связи были приняты названия в простых соединениях — семиполярная, а в комплексных соединениях — донорно-акцепторная, или координационная. Поскольку ковалентные связи, образующиеся по обоим механизмам, по свойствам не различаются, указанные названия применять нецелесообразно.

Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 320; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 56

Мы поможем в написании ваших работ!