Curs 4. Teoria hibridizării și geometria moleculelor.
Cuvinte cheie: orientare covalentă a obligațiunilor, geometria moleculelor, hibridizare, orbitale hibride, polaritate, polarizabilitate, moment dipol electric.
Direcția legăturii covalente determină structura (forma) geometrică a moleculei. Atomic orbital au diferite forme și mărimi, orientare diferită în spațiu și suprapunere în anumite direcții preferate, în care se atinge densitatea maximă de suprapunere. Aceasta duce la formarea unei molecule cu o anumită formă geometrică (liniară, unghiulară, tetraedrică etc.). De exemplu, un atom de sulf în hidrogen sulfurat formează legături cu atomii de hidrogen datorită electronilor p orientați de-a lungul axelor de coordonate la un unghi de 90 °. Acest lucru explică bine unghiul de valență observat experimental # 8735; HSH între direcțiile conexiunilor. egală cu 92 o. și geometria unghiulară a moleculei H2 S. Pentru a explica unghiurile de legătură și structura geometrică a moleculelor în formarea legăturilor chimice diferite subnivele ale electronilor utilizate teoretic soare: 1) metoda de valență de electroni pereche repulsie (OVEP); 2) conceptul de hibridizare. propusă de L. Pauling. Conform acestui concept, formarea de legături de diferite simetrie orbitale sunt amestecate și transformate în hibrid atomic orbital (AO) de aceeași formă, aceeași energie medie și dispuse simetric în jurul atomului central, care asigură echivalența legăturilor formate de acestea. Numărul orbitalilor hibrizi este egal cu numărul de orbitale inițiale. Poziția spațială relativă a orbitalilor hibrizi într-un atom este determinată de faptul că electronii cu rotiri paralele tind să fie cât mai departe posibil (OVEP). Aceasta reduce forțele respingătoare și, prin urmare, scade energia sistemului. Exemple de anumite tipuri de hibridizare. sp-hibridizare. în acest caz, un "s-și un" p-orbital "degenerat", cu două sp-orbitale hibride care apar pe aceeași linie dreaptă; unghiul dintre direcțiile lor este de 180 ° (BeCl2). sp 2 -Hibrizarea. un s- și două p-orbitale hibridizează, un unghi de 120 ° (BCl3). Atunci când sp3-hibridizarea, unghiul de valență este 109 ° 28 '(CH4).
Sunt posibile și orbite hibride cu participarea orbitalilor d-atomi (sp 2 d, sp 3 d, sp 3 d 2). Geometria moleculelor se formează prin tipul de hibridizare a AO a atomului central. În formarea legăturii π, suprapunerea maximă a orbitalilor este observată pe ambele părți ale liniei care leagă nucleele atomilor legați, rotația în jurul cuplării π este imposibilă. Comunicarea formează forma geometrică a moleculei, iar legătura p o întărește și o fixează.
Comunicarea în molecule diatomice, format din aceiași atomi (H2) sau atomi de electronegativitate similare (EO) este numit nepolar (homopolar). Legătura formată de diferiți atomi diferiți în EO se numește polar (heteropolar). În astfel de molecule, densitatea electronilor de nori de electroni care se suprapun este deplasată la un atom mai mult de EO. Polaritatea legăturii se datorează diferenței dintre EO și mărimea atomilor. Polaritatea legăturii provoacă polaritatea moleculei. adică o distribuție asimetrică a densității electronilor la care "centrele de greutate ale încărcăturilor pozitive și negative" din moleculă nu coincid la un moment dat. Între ele există o anumită distanță - distanța dipol sau lungimea dipolului. Din punct de vedere cantitativ, polaritatea moleculelor este estimata prin magnitudinea momentului dipolului electric. momentul dipolar electric (# 956; n) este produsul absolut sarcină q electroni pe distanța dintre două încărcări (dipol lungime l) este exprimată în Debye (1D = Kd · 10 -30 m): # 956; n = q # 8729; Momentul dipolului electric este o valoare vectorială, adică se caracterizează printr-o direcționalitate (condițional de la încărcare pozitivă la negativă). Electric dipol momentul moleculei este definită ca suma vectorială a momentelor dipol electric de obligațiuni și, prin urmare, depinde de polaritatea conexiunilor și geometria moleculei. molecule nepolare - sunt molecule cu legături nepolare, precum și molecule având simetrice (liniar, plat triunghiular, tetraedric orientare, octaedru) dispuse în jurul atomului central aceeași conexiune polaritate. Polar moleculele sunt molecule care conțin legături polar și o structură geometrică asimetrică.
Polarizabilitatea unei legături covalente și (sau) unei molecule se numește capacitatea sa de a deveni polară sau mai polară sub acțiunea unui câmp electric extern. Polarizabilitatea legăturii π este mai mare decât polarizabilitatea # 963; comunicare. Polarizabilitatea unei molecule crește odată cu creșterea volumului și a numărului de legături π. Momentul unghiular constant al unui dipol al unei legături polar (moleculă) # N n câmpul electric devine mai mare cu o cantitate # 956; i. egal cu un dipol indus sau indus de timp # 956; = (# 956; n + # 956; i). Rolul unui câmp electric extern poate fi jucat de particule încărcate care fac parte din compusul însuși (ioni sau atomi cu o încărcare eficientă mare). Acționarea polarizantă a ionului conduce la deformarea carcasei de electroni a particulei vecine, care este mai mare, cu atât polarizabilitatea este mai mare.
1. Directivitatea legăturii covalente. Geometria moleculelor.
2. Tipuri de orbite hibride.
3. Polaritatea legăturii covalente, polaritatea moleculelor.
4. Polarizabilitatea legăturii covalente, polarizabilitatea moleculei.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: