Mecanism de formare a comunicării
O legătură covalentă poate fi formată prin socializarea electronilor a doi atomi neutri (schimb sau mecanism echivalent de formare a legăturii). De exemplu, pentru comunicarea HH:
H + H = H-H sau H; H
Aceeași legătură H-H covalentă apare în timpul socializării perechii de electroni a ionului hidrură-H cu cationul hidrogen H + (donor-acceptor sau mecanism de coordonare a formării legăturii):
H + + (: H) -> H-H sau H · H
Cationul H + este un acceptor. iar anionul H este donatorul perechii de electroni.
În mod similar, atunci când se formează o legătură covalentă între atomul de azot al moleculei amoniac NH3 și cationul hidrogen H +, atomul de azot este un donor. iar cationul de hidrogen este acceptorul perechii de electroni. În cationul de amoniu NH4 + rezultat, toate cele patru legături N-H sunt echivalente (identice) și nu mai este posibil să se indice atomul de hidrogen care a fost un acceptor în formarea unei legături covalente.
Gradul de oxidare a azotului atât în molecula de amoniac cât și în cationul de amoniu este același și egal cu -III.
Pe baza formulelor electronice ale particulelor două și particulelor poliatomice (molecule, ioni), putem determina valența fiecărui atom. Din punct de vedere al structurii moleculelor, valența unui atom într-o particulă complexă este numărul de perechi electroni comune pentru acest atom într-o anumită particulă (una pentru fiecare legătură), adică numărul # 963; - legături, care acest atom se formează cu alți atomi în formarea unei particule complexe.
De exemplu, în molecula de HCI, valența atomului de hidrogen H și a atomului de clor Cl este 1.
NH3 molecula de amoniac valența atomului de azot N este egal cu 3, și un cation de amoniu NH4 + valența atomului de azot N este egal cu 4 (dacă valența fiecare dintre hidrogenii H egal cu 1).
Legătura covalentă formată între atomii de carbon la suprapunerea orbital atomic, de exemplu 1s orbitali în formarea datorită H-H, 2p orbitalii cu formarea legăturii F-F, 1s orbitală atomului H și 3p orbital al atomului în formarea CI H-CI legătura.
În formarea legăturilor chimice, densitatea electronică se deplasează mereu în direcția suprapusă, ceea ce duce la o schimbare a formei orbitalilor în comparație cu starea lor în atomul liber.
Hibridizarea orbitalilor atomici. Forma geometrică a particulelor
Suprapunerea orbital atomic în formarea moleculelor diatomice AB (A și B - atomi ai aceleași sau diferite elemente) conduce la o formă geometrică liniară a moleculelor (N-H, F-F, H-CI).
Formarea legăturilor chimice în molecule poliatomice modifică forma și dispunerea orbitalii în spațiul la acel atom care formează două sau mai multe legături (un atom la particule AVN) deoarece, particulele polivalenți apare hibridare orbital atom central A, (pe teoria dezvoltată de A Pauling în 1931).
Tipurile de hibridizare a orbitalilor atomici ai atomului central determină forma geometrică a particulelor (molecule, ioni) ABn.
Hibridizarea orbitalilor atomici. Forma geometrică a particulelor
Pentru a prezice tipul de hibridizare a orbitalilor atomici, se utilizează un algoritm care reprezintă formarea unei legături prin mecanismul donor-acceptor.
Pentru o moleculă sau un ion complex ABn, se determină mai întâi atomul central și starea sa de oxidare, apoi se stabilește formula electronică prescurtată a atomului central într-o stare de oxidare dată ("ion condițional").
Pe schema de subsoluri incomplete ale ionului condiționat, este prezentată formarea unui număr corespunzător de legături AB.
Prin urmare, se determină tipul de hibridizare a orbitalilor atomici ai atomului central A.
Dacă o pereche de electroni neparticipată este prezentă într-un atom A într-o moleculă (ion complex) ABn, ar trebui de asemenea luată în considerare la determinarea tipului de hibridizare. Această pereche de electroni neparticipați este considerată a fi direcționată către partenerul "lipsește" de legătură atomică-chimică.
De exemplu, acest lucru se întâmplă în moleculele tetraedrice NH3 amoniac și apă H2O O astfel de tetraedre numit incomplet; Mai mult decât atât, repulsia electrostatică dintre atomii de hidrogen de la atomul de azot singură pereche de atom două N sau O de oxigen perechi singuri oarecum distorsionate forma particulelor tetraedric și reduce unghiurile dintre legăturile H-N-H și H-O-H.
Tipuri de sp3 hibridizarea d (bipyramid trigonal) și sp 3 d 2 (octaedru) găsit în atomi de sulf S în moleculele SF4 și SF6 (în formarea de legături S-F sunt utilizate și 3d orbitală, în care atomul de sulf din electronii liberi nu sunt S) .
Forma geometrică a moleculelor și reactivitatea substanțelor
De obicei, substanțele cu molecule simetrice sunt mai pasive din punct de vedere chimic decât substanțele cu molecule asimetrice.
Astfel, reactivitatea dioxidului de sulf SO2 (triunghi neterminat) este mai mare decât cea a trioxidului de sulf S03 (triunghi regulat); sulfații care conțin un anion simetric SO4 2- (tetraedron obișnuit) sunt pasivi chimici în comparație cu sulfiți care conțin un ion asimetric de SO3 2 (tetraedru incomplet).
În molecula de NO2, atomul N + IV (2s 1 2p 0) pe unul dintre orbitele sp2-hibride nu este o pereche de electroni, ci un electron neparat. Astfel de molecule sunt deosebit de reactive, se numesc radicali.
În radicalii chimiei organice sunt metil-CH3. etil-C2H5 și multe altele.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: