Vyazemsky a, manual practic pe chimie

O legătură chimică covalentă este formată prin intermediul unor perechi de electroni de legare comune, conform tipului:

Formează o legătură chimică, adică Pentru a crea o pereche electronică comună cu un electron "străin" de la un alt atom, numai electronii nepermanenți pot. Electronii necăptați în înregistrarea formulelor electronice sunt localizați unul câte unul în orbitalul celular.






Orbitalul atomic este o funcție care descrie densitatea unui nor de electroni în fiecare punct al spațiului din jurul nucleului unui atom. Un nor electronic este o regiune a spațiului în care un electron poate fi detectat cu o mare probabilitate.
Pentru a armoniza structura electronică a atomului de carbon și valența acestui element, se folosesc ideile excitației unui atom de carbon. Într-o stare normală (neexpusă), atomul de carbon are două 2p2-electroni neparticipați. În starea excitat (cu absorbție de energie), unul din cei doi 2 electroni poate merge pe orbita p liberă. Apoi, în atomul de carbon există patru electroni nepartiți:

Reamintim că în formula electronică a atomului (de exemplu, pentru carbon 6 C - 1s 2 2s 2 2p 2), numerele mari înaintea literelor - 1, 2 - indică numărul de nivel de energie. Literele s și p indică forma norului de electroni (orbital), iar numerele de la dreapta deasupra literelor indică numărul de electroni din orbitele date. Toate s-orbitele sunt sferice:

La al doilea nivel de energie, în afară de orbitalii 2s, există trei orbite 2p. Aceste orbite 2p au o formă elipsoidală, asemănătoare cu ganterele, și sunt orientate în spațiu la un unghi de 90 ° unul față de celălalt. 2p-orbitele sunt 2 pixeli. 2py și 2pz în conformitate cu axele de-a lungul cărora se află aceste orbite.

Formă și orientare
p-electronice orbitale

În formarea legăturilor chimice, orbitele electronice își asumă aceeași formă. Astfel, în limitarea hidrocarburilor, o s-orbitală și trei p-orbitale ale unui atom de carbon sunt amestecate pentru a forma patru patru (identice) hibrid sp3-orbitale:

Aceasta este sp3-hibridizarea.
Hibridizarea este alinierea (amestecarea) orbitalilor atomici (s și p) cu formarea de noi orbite atomice, numite orbitale hibride.

Patru spițe orbite 3-hibride
atom de carbon

Corpurile orbite hibride au o formă asimetrică, întinse spre atomul atașat. Norii electronici se repetă reciproc și sunt localizați în spațiu cât mai departe posibil. În acest caz, axele celor patru orbite sp 3-hibride se dovedesc a fi direcționate spre vârfurile tetraedrului (piramida triunghiulară regulată).
Corespunzător, unghiurile dintre aceste orbite sunt tetraedrice, egale cu 109 ° 28 '.
Vârfurile orbitalelor electronice se pot suprapune cu orbitele altor atomi. Dacă norii de electroni se suprapun pe o linie care leagă centrele de atomi, atunci o astfel de legătură covalentă se numește conexiune sigma (). De exemplu, într-o moleculă de etan C2H6, se formează o legătură chimică între doi atomi de carbon prin suprapunerea a două orbite hibride. Este o conexiune. În plus, fiecare dintre atomii de carbon cu cele trei sp 3-orbitale se suprapune cu s-orbitele a trei atomi de hidrogen, formând trei legături.







Schema de suprapunere a noriilor electronice
în molecula de etan

În total, trei stări de valență cu diferite tipuri de hibridizare sunt posibile pentru un atom de carbon. În plus față de sp3-hibridizarea, există sp2 - și sp-hibridizarea.
sp 2 - Hibridizarea - amestecarea unuia s - și a două p-orbitale. Ca rezultat, se formează trei spiri-hibrizi hibrizi. Aceste sp 2-orbital sunt situate în același plan (cu axele xy) și sunt direcționate spre vârfurile unui triunghi cu un unghi între orbitali de 120 °. nehibridizate
P-orbita este perpendiculară pe planul a trei hibrid sp 2-orbital (orientat de-a lungul axei z). Partea superioară a p-orbitalului este deasupra planului, jumătatea inferioară este inferioară planului.
Tipul de sp2-hibridizare a carbonului are loc în compușii cu o dublă legătură: C = C, C = O, C = N. Și numai una dintre legăturile dintre doi atomi (de exemplu, C = C) poate fi o legătură. (Celelalte orbitale de legare ale atomului sunt direcționate în direcții opuse.) A doua legătură se formează prin suprapunerea p-orbitalelor ne-hibride pe fiecare parte a liniei care leagă nucleele atomilor.

Orbital (trei sp 2 și unul p)
atom de carbon în sp2-hibridizare

1. Care sunt electronii atomilor (de exemplu carbon sau azot) numiți nepereche?

2. Ce înseamnă termenul "perechi electronice comune" în compușii cu o legătură covalentă (de exemplu, CH4 sau H2S)?

3. Ce stări electronice ale atomilor (de exemplu, C sau N) sunt numite de bază și care sunt excitate?

4. Ce înseamnă cifrele și literele în formula electronică a atomului (de exemplu, C sau N)?

5. Ce este un orbital atomic? Câte orbite la cel de-al doilea nivel de energie al atomului C și cum diferă acestea?

6. Care este diferența dintre orbitele hibride de la orbitele inițiale de la care s-au format?

7. Ce tipuri de hibridizare sunt cunoscute pentru un atom de carbon și care sunt ele?

8. Desenați o imagine a aranjamentului spațial al orbitalilor pentru una dintre stările electronice ale atomului de carbon.

10. Pentru atomii de carbon ai compușilor enumerați mai jos, indicați: a) tipul de hibridizare; b) tipurile de legături chimice; c) unghiurile de valență.

1. Electronii, care se află unul pe orbital, se numesc electroni nepartiți. De exemplu, în formula de difracție electronică a unui atom de carbon excitat, există patru electroni neparticipați, iar pentru un atom de azot, trei:

2. Doi electroni care participă la formarea unei singure legături chimice se numesc pereche electronică comună. De obicei, înainte de formarea unei legături chimice, unul dintre electronii acestei perechi aparținea unui atom și celălalt electron unui alt atom:

3. Starea electronică a atomului, în care se observă ordinea umplerii orbitalilor electronici: 1s 2. 2s 2. 2p 2. 3s 2. 3p 2. 4s 2. 3d 2. 4p 2, etc. numită starea de bază. În starea emoționată, unul dintre electronii valenți ai atomului ocupă un orbital liber cu o energie mai mare, o astfel de tranziție este însoțită de separarea electronilor perechi. Schematic este scris astfel:

În timp ce în starea de bază au existat doar doi electroni valenți nepartiți, în starea excitată a acestor electroni există patru.

5. Orbitalul atomic este o funcție care descrie densitatea unui nor de electroni în fiecare punct al spațiului din jurul nucleului unui atom dat. La al doilea nivel de energie al atomului de carbon, patru orbite sunt de 2 secunde. 2RX. 2RY. 2RZ. Aceste orbite diferă:
a) forma norii de electroni (s este sfera, p este gantera);
b) P-orbitele au orientări diferite în spațiu - de-a lungul axelor reciproc perpendiculare x. y și z. acestea sunt notate cu px. Py. pz.

6. Orbitalele hibride diferă de orbitalele originale (non-hibride) în formă și energie. De exemplu, s-orbitalul este o formă de sferă, p este un simetric opt, sp este un orbital hibrid este o cifră asimetrică opt.
Diferențe de energie: E (s)

7. Pentru atomul de carbon, există trei tipuri de hibridizare: sp 3. sp 2 și sp (a se vedea textul din lecția 5).

9.-legătură este o legătură covalentă formată de suprapunerea frontală a orbitalilor de-a lungul unei linii care leagă centrele de atomi.
-legătura este o legătură covalentă formată prin suprapunerea laterală a orbitalilor p pe fiecare parte a liniei care leagă centrele de atomi.
-Conexiunile arată a doua și a treia cratimă între atomii conectați.







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: